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Avaliação do potencial como combustível das principais
espécies florestais existentes na ilha de São Miguel nos
Açores
Filipe Pimentel Carreiro Simas
Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica
Orientador: Prof. Mário Manuel Gonçalves da Costa
Júri
Presidente: Prof. João Rogério Caldas Pinto
Orientador: Prof. Mário Manuel Gonçalves da Costa
Vogal: Prof. Cláudia Sofia Séneca da Luz Casaca
novembro 2016
I
Agradecimentos
Este trabalho representa não só o resultado de vastas horas de empenho, reflexão e dedicação durante
as diversas fases que o compõem, mas também o término de um objetivo académico a que me propus
e que não seria possível sem a ajuda e apoio de algumas pessoas a quem dedico os seguintes
parágrafos.
Em primeiro aos que me proporcionaram o presente grau académico, Pai, Mãe e Irmão. O seu amor,
esforço, apoio e dedicação foram cruciais nesta longa caminhada académica.
À Carolina, namorada e grande amiga. Pela sua presença e apoio, incansáveis, nos bons e maus
momentos. Um verdadeiro ombro amigo, repleto de amor e carinho.
Aos meus camaradas inquilinos, Manuel Rego, Tiago Gomes, Ivo Couto, Nuno Pacheco, Luis Duarte e
Pedro Melo, pelo seu grande espírito de camaradagem e por todos os grandes momentos que
proporcionaram na minha vida privada e académica. Ao colega de turma e grande amigo José Albano,
pela sua amizade e apoio. Um apreço a todos os meus amigos e colegas que de certa forma
participaram neste percurso.
A todos os colaboradores, a quem agradeço o seu auxílio e suporte durante a elaboração do presente
trabalho. A título especial agradeço ao Professor Mário Costa pela sua orientação, ao Ulisses
Fernandes pela sua atenção e disponibilidade, ao Engenheiro João Luís Pacheco da Direção dos
Recursos Florestais e ao Professor Luís Silva da Universidade dos Açores pelo suporte informativo
prestado. A todos os responsáveis das unidades de serração, hoteleiras e fabris pela sua atenção e
apoio. Por último aos Diretores Administrativos e de Produção Leonardo Amaral e Rafael Arruda, pela
sua especial atenção e apoio ao longo de todo o trabalho de campo efetuado no presente trabalho.
III
Resumo
O presente trabalho incide sobre a avaliação do potencial como combustível das principais espécies
florestais existentes na ilha de São Miguel, nos Açores. Esta avaliação consistiu no levantamento das
principais espécies florestais existentes na ilha, assim como na recolha de informação acerca das
quantidades de resíduos/subprodutos madeireiros provenientes da indústria de primeira transformação
madeireira. A estimativa da produção anual de biomassa na ilha foi calculada com base nos
povoamentos florestais de três espécies dominantes, a Cryptomeria Japonica, o Pittosporum
Undulatum e a Acacia Melanoxylon, enquanto os subprodutos foram avaliados de acordo com os
mapas de resíduos das entidades produtoras locais. A estimativa da biomassa figurou dois cenários
distintos, o P1 e o P2, assim como o potencial energético dos mesmos, PEP1 e PEP2. O cenário 1
abordou os subprodutos da indústria madeireira local em conjunto com a biomassa florestal proveniente
do Incenso e da Acácia, enquanto que o cenário 2 abordou a totalidade da biomassa florestal relativa
às três espécies florestais dominantes. A ilha de São Miguel revelou uma capacidade produtiva de
biomassa de 12489,56 t/ano e 37461,85 t/ano de acordo com os cenários P1 e P2. O potencial
energético associado a estas quantidades foi de 166810,33 GJ/ano e 532854,08 GJ/ano,
respetivamente (PEP1 e PEP2). Por forma a valorizar e gerar uma cadeia de valor acrescentado para
este recurso energético endógeno, foi efetuado o levantamento das principais indústrias consumidoras
de energia térmica na ilha. O setor dos laticínios, da conserveira e da hotelaria apresentam consumos
energéticos satisfatórios, passíveis de serem satisfeitos pela biomassa estimada.
Palavras Chave:
Biomassa; Potencial energético; Região ultraperiférica; Resíduos de madeira; Combustíveis
alternativos; Energias renováveis; Açores; São Miguel.
V
Abstract
This study focuses on the assessment of the potential as fuel of the main forest species in Sao Miguel
island, Azores. The assessment included the collection of data on the main existing forest species on
the island and also on the quantity of wood sub products and residues resulting from the first
transformation industry (sawmills). The annual estimate of biomass production was obtained
considering the population of three dominant species, Cryptomeria Japonica, Pittosporum Undulatum
and Acacia Melanoxylon, while the by-products were evaluated according to the maps of the residue
producing entities. Biomass estimates was made according for two distinct scenarios (P1 and P2), and
their respective energetic potential (PEP1 and PEP2). Scenario 1 covered the by-products of the local
timber industry together with forest biomass from the Pittosporum Undulatum and Acacia Melanoxylon,
while the scenario 2 addressed the forest’s total biomass of the three dominant forest species. S. Miguel
island revealed to have a biomass production capacity of 12489.56 t/year and 37461.85 t/year according
to scenarios P1 and P2. The energetic potential associated with those figures is 166810.33 GJ/year and
532854.08 GJ/year, respectively (PEP1 and PEP2). In order to value this endogenous energetic
resource, the main industrial energy consumers on the island were surveyed. Dairy, canning and hotel
industries revealed to have energy consumptions, capable of being supported by the estimated biomass.
Keywords:
Biomass; Energetic potential; Ultraperiferic regions; Wood residues; Alternative fuels; Renewable
energy; Azores; São Miguel.
VII
Índice
Agradecimentos ........................................................................................................................................ I
Resumo .................................................................................................................................................. III
Abstract.................................................................................................................................................... V
Índice ..................................................................................................................................................... VII
Índice de figuras ..................................................................................................................................... IX
Índice de quadros ................................................................................................................................... XI
Índice de fotografias ............................................................................................................................. XIII
Nomenclatura ........................................................................................................................................XV
Caracteres romanos ..........................................................................................................................XV
Caracteres gregos ............................................................................................................................XVI
Acrónimos .........................................................................................................................................XVI
1 Introdução ........................................................................................................................................ 1
1.1 Motivação ................................................................................................................................ 1
1.2 Objetivos .................................................................................................................................. 2
1.3 Caraterização da região .......................................................................................................... 3
1.3.1 Arquipélago dos Açores ...................................................................................................... 3
1.3.2 Ilha de São Miguel ............................................................................................................... 3
1.4 Revisão bibliográfica ............................................................................................................... 8
1.4.1 Conceitos básicos................................................................................................................ 8
1.4.2 Estudos antecedentes ....................................................................................................... 12
1.5 Estrutura da tese ................................................................................................................... 14
2 Recursos endógenos ..................................................................................................................... 15
2.1 Caraterização florestal da ilha de São Miguel ....................................................................... 15
2.2 Espécies dominantes ............................................................................................................ 17
2.2.1 Cryptomeria Japonica ........................................................................................................ 17
2.2.2 Pittosporum Undulatum ..................................................................................................... 18
2.2.3 Acacia Melanoxylon ........................................................................................................... 19
3 Avaliação do potencial energético ................................................................................................. 21
VIII
3.1 Metodologia ........................................................................................................................... 21
3.2 Potencial de biomassa .......................................................................................................... 24
3.3 Potencial energético .............................................................................................................. 32
4 Potencial de aplicação ................................................................................................................... 35
4.1 Caraterização energética da ilha de São Miguel................................................................... 35
4.1.1 Produção ........................................................................................................................... 35
4.1.2 Consumo ........................................................................................................................... 36
4.2 Potenciais consumidores ....................................................................................................... 37
4.2.1 Indústria dos laticínios ....................................................................................................... 37
4.2.2 Indústria conserveira ......................................................................................................... 40
4.2.3 Indústria hoteleira .............................................................................................................. 42
5 Fecho ............................................................................................................................................. 45
5.1 Conclusões ............................................................................................................................ 45
5.2 Sugestões para trabalhos futuros ......................................................................................... 45
Referências ........................................................................................................................................... 47
IX
Índice de figuras
Figura 1.1 – Divisão administrativa da ilha de São Miguel [9]. ............................................................... 4
Figura 1.2 – Procura global de energia primária (cenário INDC) [11]. .................................................... 5
Figura 1.3 – Quotas globais de biomassa [12]. ....................................................................................... 5
Figura 1.4 – Evolução nacional do consumo total de energia primária [15]. .......................................... 6
Figura 1.5 – Mix nacional de produção de eletricidade em 2014 [15]. ................................................... 6
Figura 1.6 – Contributo da ER no consumo nacional de energia primária 2014 [16]. ............................ 7
Figura 1.7 – Evolução nacional da produção anual de ER [16]. ............................................................. 7
Figura 1.8 – Produção regional de eletricidade 2015 [18]. ..................................................................... 8
Figura 1.9 – Composição geral da madeira [22]. .................................................................................... 9
Figura 1.10 – Poder calorífico [23] e [24]. ............................................................................................. 10
Figura 1.11 – Armazenamento para 10MWh [23]. ................................................................................ 10
Figura 1.12 – Processo de combustão [26]........................................................................................... 12
Figura 2.1 – Estrutura florestal na RAA [34]. ......................................................................................... 15
Figura 2.2 – Espécies dominantes na ilha de São Miguel [35]. ............................................................ 16
Figura 3.1 – Distribuição de povoamentos puros de Criptoméria, com mais de 30 anos [47]. ............ 25
Figura 3.2 – Distribuição de povoamentos puros de Incenso [35]. ....................................................... 27
Figura 3.3 – Distribuição de povoamento puros de Acácia [35]............................................................ 28
Figura 4.1 – Evolução mensal da produção por recurso em 2015 [18]. ............................................... 35
Figura 4.2 – Evolução mensal da produção em 2014 e 2015 [18]. ...................................................... 36
Figura 4.3 – Flutuações no custo unitário do combustível nos anos de 2014 e 2015. ......................... 39
XI
Índice de quadros
Quadro 1.1 – Principais biocombustíveis [21] ......................................................................................... 9
Quadro 1.2 – Emissões por tipo de combustível em caldeiras atuais [mg/kWh] [25]. .......................... 10
Quadro 2.1 – Ocupação e estrutura do setor florestal na RAA [32]. .................................................... 15
Quadro 2.2 – Principais espécies na RAA [35]. .................................................................................... 16
Quadro 2.3 – Áreas de ocupação por espécie na ilha de São Miguel [3]. ............................................ 16
Quadro 3.1 – Mapa de disponibilidade da Criptoméria [3] e [35]. ......................................................... 25
Quadro 3.2 – Biomassa predominante na exploração/serração de Criptoméria. ................................. 25
Quadro 3.3 – Mapa de subprodutos de primeira transformação madeireira. ....................................... 26
Quadro 3.4 – Mapa de disponibilidade do Incenso [3] e [35]. ............................................................... 27
Quadro 3.5 – Disponibilidade de povoamentos puros de Acácia [35]. ................................................. 28
Quadro 3.6 – Resumo disponibilidade de povoamentos puros. ........................................................... 29
Quadro 3.7 – Parâmetros de análise. ................................................................................................... 29
Quadro 3.8 – Potencial de biomassa P1. .............................................................................................. 30
Quadro 3.9 – Potencial de biomassa P2. .............................................................................................. 31
Quadro 3.10 – Valores base da estimativa energética. ........................................................................ 32
Quadro 3.11 – Estimativa o cenário PEP1. ........................................................................................... 32
Quadro 3.12 – Estimativa para o cenário PEP2. .................................................................................. 33
Quadro 4.1 – Consumo elétrico por setor [18]. ..................................................................................... 37
XIII
Índice de fotografias
Fotografia 2.1 – Corte transversal de um toro de Criptoméria. ............................................................. 17
Fotografia 2.2 – Sebes de Incenso para proteção de bananais. .......................................................... 18
Fotografia 2.3 – Corte transversal de um toro de Incenso. ................................................................... 19
Fotografia 2.4 – Fruto do Incenso. ........................................................................................................ 19
Fotografia 2.5 – Corte transversal de um toro de Acácia ...................................................................... 20
Fotografia 3.1 – Armazenamento de toros Criptoméria. ....................................................................... 21
Fotografia 3.2 – Unidade de serragem (primeira transformação). ........................................................ 21
Fotografia 3.3 – Armazenamento de subprodutos madeireiros (costaneiros). ..................................... 22
Fotografia 3.4 – Estilhador de Criptoméria do tipo garlopa. .................................................................. 22
Fotografia 3.5 – Encaminhamento de estilha para Portugal Continental (contentor open top). ........... 22
Fotografia 3.6 – Caldeiras e queimadores a pellets (unidade hoteleira). ............................................. 23
XV
Nomenclatura
Caracteres romanos
Formulas químicas CO Monóxido de carbono
CO2 Dióxido de carbono
NOX Óxidos de azoto
SO2 Dióxido de enxofre
Unidades
ºC Graus centigrados
cm Centímetro
EJ Exa joule
GWh Giga watt hora
ha Hectare
L Litro
m Metro
mm Milímetro
m2 Metro quadrado
m3 Metro cúbico
mg/kg Miligrama por quilograma
mg/kWh Miligrama por quilowatt hora
M€ Milhões de euros
MJ/kg Megajoule por quilograma
MJ/Nm3Seco Megajoule por metro cúbico normal seco
Mtep Mega tonelada equivalente de petróleo
MW Mega watt
MWh Mega watt hora
kg/m3 Quilograma por metro cúbico
km2 Quilometro quadrado
kWe Quilo watt elétrico
t Tonelada métrica
tseca Tonelada métrica de material lenhoso seco
tvapor/h Tonelada de vapor por hora
tep Tonelada equivalente de petróleo
XVI
Caracteres gregos
η Eficiência térmica de conversão de energia
ηtrans Rendimento transformação madeireira
Acrónimos
BS Base seca
CE Conformidade europeia
COV Composto orgânico volátil
DRRF Direção Regional dos Recursos Florestais
ER Energias renováveis
ISO Organização Internacional para Padronização
GPS Global positioning system
P1 Potencial de biomassa segundo o cenário 1
P2 Potencial de biomassa segundo o cenário 2
PEP1 Potencial energético segundo o cenário 1
PEP2 Potencial energético segundo o cenário 2
PCI Poder calorífico inferior
RAA Região Autónoma dos Açores
RAM Região Autónoma da Madeira
RSU Resíduos sólidos urbanos
SIG Sistema de informação geográfica
SWOT Strengths, Weaknesses, Opportunities and
Threats
1
1 Introdução
A redução de consumos e a supressão de desperdícios energéticos têm sido alvos de grande discussão
e interesse no mundo atual. A incessante procura de alternativas energéticas tem colocado as energias
renováveis (ER) como parâmetros preponderantes das equações económicas e ambientais.
O paradigma mundial mudou substancialmente nos últimos anos. A tecnologia de informação tornou-
se um dos principais motores de desenvolvimento da sociedade atual. A nossa forma de pensar e agir
moldou-se de forma progressiva a todo este aparato tecnológico. O célere avanço destas tecnologias
revolucionou determinados aspetos da vida humana, sendo a internet um grande impulsionador desta.
Grande parte desta tecnologia é totalmente dependente de recursos energéticos, aumentando assim,
a quota energética mundial. Acresce que o crescimento desta é mais rápido do que a oferta de energia
primária [1].
1.1 Motivação
O abastecimento, a eficiência, o meio ambiente e os elevados custos associados à gestão dos sistemas
de energia constituem desafios marcantes na Região Autónoma dos Açores (RAA). Este estudo foi
impulsionado por vários fatores, a saber: a existência de uma área territorial considerável de espécies
invasoras, a ineficiente gestão e valorização dos resíduos madeireiros por parte das entidades locais,
a atividade de serração constituir um setor importante na economia da RAA, a existência de potenciais
entidades locais consumidoras deste tipo de recurso e o fato da ilha de São Miguel pertencer a uma
região ultraperiférica, altamente dependente de recursos energéticos, impossibilitada, desta forma, de
aceder às redes transeuropeias de energia.
As políticas ambientais apontam para uma melhor gestão e valorização dos resíduos. Neste sentido, a
valorização dos resíduos de biomassa têm sido alvo de intensa investigação e tem alcançado o
mercado das energias, através do seu potencial químico na forma de combustível. Os combustíveis
derivados de biomassa têm demonstrado bons resultados quanto à sustentabilidade desta cadeia de
reaproveitamento e valorização, promovendo a competitividade e desenvolvimento dos setores
económicos locais, bem como em toda a comunidade europeia, no aprovisionamento de energia
sustentável, na redução de emissões de gases com efeito de estufa, na redução dos custos energéticos
e na diminuição da dependência energética dos combustíveis fósseis [2].
A produção de energia a partir de fontes de energia renováveis é essencial para que Portugal possa
atingir os compromissos assumidos no âmbito do protocolo de Quioto através do Plano Nacional de
Ação para as Energias Renováveis (PNAER 2020) integrado na estratégia europeia para 2020. Neste
contexto, a biomassa proveniente das espécies florestais invasoras e os resíduos madeireiros da ilha
de São Miguel, juntamente com a biomassa das restantes ilhas do arquipélago, podem desempenhar
um papel fundamental na demanda energética e ambiental da região. Sendo esta uma região
ultraperiférica e com grande dependência do comportamento dos mercados internacionais, no que diz
respeito à importação de combustíveis fósseis, as alternativas renováveis constituem uma mais-valia
2
em várias frentes: na diminuição da sua dependência face aos recursos fósseis, na diminuição das
emissões de gases com efeito de estufa e no aumento da eficiência energética e económica da região,
através da transformação deste resíduo (matéria sem valor) numa fonte de matéria-prima, cujo valor e
potencial energético podem ser explorados de forma extremamente rentável através da sua combustão.
A floresta é uma componente relevante da paisagem açoriana. A revitalização e conservação dos
ecossistemas florestais autóctones, o controlo das espécies invasoras e a melhoria das condições
técnicas e ambientais das explorações florestais são constantes preocupações para os órgãos
governamentais responsáveis [3]. A gestão e tratamento desta área florestal origina um potencial de
biomassa que poderá ser aproveitado para fins energéticos. O correto aproveitamento desta biomassa,
em conjunto com um plano diretor florestal e energético, poderá constituir uma mais-valia para a gestão,
tratamento e valorização destes excedentes florestais.
A madeira de Criptoméria foi recentemente marcada como produto CE. Esta certificação de qualidade
irá projetar este produto no mercado nacional e internacional, sendo esperado um aumento no seu
consumo. Inerente a este aumento está uma maior produção de resíduos madeireiros. Esta fonte de
biomassa/resíduo tem constituído um problema para algumas entidades do sector madeireiro na ilha
de São Miguel. A sua deposição em aterro ou apenas a queima controlada em fornalhas, sem qualquer
tipo de aproveitamento, tem sido o destino final deste recurso.
1.2 Objetivos
A presente dissertação centra-se na avaliação do potencial de biomassa para energia na ilha de São
Miguel, no arquipélago dos Açores. As espécies florestais de maior abundância, espécies invasoras e
os resíduos de primeira transformação da madeira são o foco do presente estudo. Esta matéria-prima
constitui o principal objeto das quatro fases do estudo: análise dos recursos endógenos, avaliação do
potencial de biomassa, avaliação energética do potencial de biomassa e as suas potenciais aplicações
na ilha de São Miguel.
A caraterização e quantificação das espécies florestais disponíveis para biomassa são os tópicos das
primeiras fases do estudo. O potencial energético da ilha é o objeto da terceira fase do estudo.
A quarta e última fase do estudo tem como objetivo identificar um conjunto de aplicações para suportar
e orientar a utilização do potencial energético desta matéria-prima. Esta fase inclui o levantamento dos
principais setores industriais na ilha que comportam requisitos energéticos compatíveis com o consumo
de biomassa.
3
1.3 Caraterização da região
1.3.1 Arquipélago dos Açores
O Arquipélago dos Açores, denominado por Região Autónoma dos Açores (Lei n.º 39/80, de 22 de
agosto), é um território autónomo da República Portuguesa com o estatuto de região ultraperiférica da
União Europeia. De origem vulcânica, situa-se a distâncias de 1500 e 3900 km do continente europeu
e americano (norte), respetivamente. Sobre a dorsal médio-atlântica, este arquipélago dispõe de uma
orientação noroeste-sudeste enquadrado entre o 24º49’ e 31º15’ de longitude Oeste e 36º55’ e 39º45’
de latitude Norte (Atlântico Norte) [4].
O arquipélago estende-se ao longo de 2322 km2 (2,5% do território nacional), sujeito a um clima
temperado oceânico variando entre temperaturas médias de 14,5ºC no inverno e 22ºC no verão e numa
atmosfera com 80% de humidade (média anual) [5]. Estas são condições necessárias para a existência
do valioso património natural do arquipélago, caraterizado por um relevo acidentado na generalidade
das ilhas.
O arquipélago é composto por 9 ilhas e alguns ilhéus, que se dividem geograficamente por 3 grandes
grupos: oriental (ilhas de São Miguel e Santa Maria); central (ilhas da Terceira, Graciosa, São Jorge,
Pico e Faial) e ocidental (ilha das Flores e Corvo), com uma população total de 246772 habitantes, [6],
distribuídos por 19 concelhos e 156 freguesias, salientando-se a importância das 5 cidades açorianas:
Ponta Delgada e Ribeira Grande (São Miguel), Angra do Heroísmo e Praia da Vitória (Terceira) e Horta
(Faial). Estes são os principais pólos de desenvolvimento económico e social da região.
O arquipélago dispõe de uma Zona Económica Exclusiva com cerca de 984300 km2, onde se destaca
os setores da agricultura, pesca, turismo, indústria, energia, construção e habitação, comércio e
transportes e comunicações. Destes, ainda se destacam os setores que englobam as atividades
públicas e a oferta de bens públicos registando maior peso na economia regional e o turismo com maior
potencial de crescimento [7]. Em 2014, o PIB do arquipélago foi de 3731 milhões de euros a preços
correntes (base 2011) tomando valores de 15 mil euros anuais por habitante [6].
1.3.2 Ilha de São Miguel
São Miguel é a ilha mais setentrional do grupo oriental, com uma área de 745 km2 (65 km e 16 km de
comprimento e largura respetivamente). Com 32% do território regional e cerca de 137856 habitantes,
é a maior e mais populosa ilha do arquipélago [8]. Esta encontra-se dividida administrativamente em 6
concelhos (ver Figura 1.1) e 64 freguesias.
4
Figura 1.1 – Divisão administrativa da ilha de São Miguel [9].
A ilha de São Miguel apresenta um património natural único e distinto através das suas paisagens
verdes e azuis. A atividade agropecuária está profundamente ligada à população da ilha, sendo a
exploração bovina dos açores uma das imagens de marca da região.
Ponta Delgada, um dos principais concelhos da ilha e da região, detém as principais portas de entrada
de pessoas, bens e mercadorias da região, designadamente o aeroporto internacional João Paulo II, o
terminal marítimo Portas do Mar de cruzeiros e de navios inter-ilhas e o porto de Ponta Delgada.
A ilha conta com 63624 habitantes economicamente ativos, sendo esta responsável por 60,2%, 73,8%
e 56,1% do valor acrescentado bruto da região (ano de 2013), nos setores primário, secundário e
terciário, respetivamente. A hotelaria, indústria alimentar, construção civil, pescas e pecuária são os
pilares económicos da ilha. Saliente-se aqui o fato do setor de turismo estar em ascensão, devido à
liberalização do espaço aéreo. A indústria hoteleira tradicional conta anualmente (ano de 2015) com
cerca de 38 entidades, disponibilizando cerca de 4187 camas com uma taxa de ocupação média de
54%. A indústria dos laticínios é outro grande gerador de riqueza, movimentando quantidades
apreciáveis de matéria-prima. Os dados de 2015 reportam consumos públicos de 117 milhões de litros
de leite, 18 mil tonelada de queijo de leite de vaca e 11 mil tonelada de leite em pó [10]. Em termos de
edificação, a ilha detém cerca de 47416 edifícios residenciais, dos quais 42297 são para alojamento
residencial habitual e 169 é para alojamento coletivo.
Dada a natureza dos setores e indústrias acima mencionados, estes apresentam-se como principais
candidatos à utilização de biomassa para satisfazer as suas necessidades energéticas.
A população mundial cresceu cerca de 27% de 1993 a 2011, estimando-se que em 2020 atinja 8,1
biliões de pessoas. Este crescimento foi acompanhado com um aumento de 76% na produção de
energia elétrica. O carvão e o gás natural foram os mais procurados (aumento na ordem de 65%) neste
espaço temporal (ver Figura 1.2). Relativamente à biomassa o aumento foi de 23% [1].
0 4 8Km
Lagoa Vila Franca
do Campo
Ribeira Grande
Povoação
Ponta Delgada
Nordeste
N
5
Figura 1.2 – Procura global de energia primária (cenário INDC1) [11].
As energias renováveis contribuíram com 18,3% de 339 EJ (1 EJ = 23884590 tep) para o mix energético
global em 2011, tendo a bioenergia comparticipado com 14% (ver Figura 1.3). Neste âmbito destaca-
se a biomassa sólida como principal fonte de bioenergia. Para as demais aplicações da bioenergia, o
aquecimento/calor é a principal forma de aplicação com 92% de uso, seguido dos transportes com 5%
e eletricidade com 3% [12].
Figura 1.3 – Quotas globais de biomassa [12].
Cerca de metade da energia mundial é utilizada para a produção de calor [12], sendo o setor industrial
o principal consumidor [13]. Medidas políticas ajudariam a integrar esta forma de energia no mercado
industrial. Preços razoáveis para as emissões de CO2, quotas dedicadas para ER ou subsídios de
investimento para aquisição de caldeiras a biomassa seriam algumas das medidas que ajudariam a
impulsionar o potencial da bioenergia para a produção de calor industrial [14].
O clima económico que se assiste em Portugal tem consequências diretas no consumo de energia.
Este tem vindo a diminuir nos últimos anos, sendo exemplo desta realidade, uma redução no consumo
de energia primária de 2,8% em 2014 face a 2013.
A intensa aposta nacional nas ER e na eficiência energética permitiu a Portugal atingir resultados
bastante positivos, como se pode ver na Figura 1.4. Uma redução na dependência energética exterior,
na ordem dos 72,4% em 2014, face a 88,8% em 2005, aumento da produção doméstica de energia
para garantir níveis elevados de segurança de abastecimento (28,1% do consumo total de energia
1 WEO2015 Special Report on Energy and Climate Change: Scenarios & Assumptions
Fóssil80%
Nuclear2%
Hídrica 3%Solar, eólica, etc.
1%
Bioenergia14%
Renováveis18%
Resíduos4%
Biomassa sólida89%
Biogás2%
Biofuel5%
Total: 339EJ
Total: 54,9 EJ
6
primária em 2014 contra 13,0% em 2005) e redução das emissões de gases com efeito de estufa (GEE)
em cerca de 25,9% em 2014 face a 2005 [15].
Figura 1.4 – Evolução nacional do consumo total de energia primária [15].
Em 2014, o consumo de energia primária foi de 20,90 Mtep, onde a contribuição das ER foi na ordem
dos 26% (5,4 Mtep), onde a maior contribuição veio da biomassa com 46%. Os biocombustíveis
manifestaram-se com uma contribuição de 5%. O contributo em 2014 da biomassa para a produção de
ER foi de 2 Mtep, sendo 44% deste valor obtido através de lenhas e resíduos vegetais/florestais. Os
briquetes e pellets também contribuíram positivamente com cerca de 15%.
Mesmo com uma redução de 16%, o petróleo permanece, todavia, como a principal fonte energética
contribuindo com 43% do consumo total de energia primária em 2014. As ER alteraram o panorama
energético nacional. Um aumento de 13% fez com que este recurso passasse a ocupar o segundo
lugar, atirando o gás natural para o terceiro lugar da lista.
No consumo de energia final destacam-se os setores dos transportes e o industrial, com quotas de
consumo na ordem de 36% e 31% no ano de 2014. No que diz respeito ao consumo de eletricidade, o
setor industrial também se mantém como um dos principais consumidores, não sendo o maior.
Figura 1.5 – Mix nacional de produção de eletricidade em 2014 [15].
Em termos de biomassa, Portugal dispõe de uma potencia instalada de 706 MW, menos 1,7% face a
2013. Esta potência contribui para que a biomassa detenha 6% do mix renovável de capacidade
instalada para a produção de eletricidade, ver Figura 1.5 [15].
A Figura 1.6 e a Figura 1.7 apresentam o contributo da ER no consumo nacional de energia primária
em 2014 e a evolução nacional da produção anual de ER, respetivamente.
2005 2014Outros
2%Renováveis
13%
Gás Natural
12%
Carvão
12%
Petróleo
59%
Outros
1%Carvão
13%
Gás Natural
17%
Renováveis
26%
Petróleo
43%
Renovável Hídrica
51%
Geotermia
1%
Solar
2%Biomassa
9%
Eólica
37%
Renováveis
61%
Não renovável
39%
Não
renovável
Carvão
59%
Outros não
renováveis
1%Petróleo
7%
Gás Natural
33%
7
Cerca de 50% da produção renovável provém da biomassa, das quais cerca de 60% foi transformada
em outras formas energéticas, nomeadamente em centrais termoelétricas e em centrais de cogeração.
Dos 2530 GWh produzidos a partir de biomassa no ano de 2014, 1765 GWh provieram das centrais
com cogeração e os restantes 765 GWh das centrais de geração [16]. Pode afirmar-se que a cogeração
constitui uma mais-valia para a projeção da biomassa no país.
Figura 1.6 – Contributo da ER no consumo nacional de energia primária 2014 [16].
Figura 1.7 – Evolução nacional da produção anual de ER [16].
O setor energético na RAA é dominado pelo consumo de combustíveis fósseis, contribuindo com 80%
para o consumo global da região [17]. Com um consumo final regional de 265217 tep, o setor dos
transportes destaca-se com 46% do consumo. Com menor impacto manifestam-se os setores
doméstico e industrial, com consumos de 16% e 15%, respetivamente [15]. No que diz respeito à
eletricidade, o panorama não difere muito, sendo o combustível fóssil responsável pela maior parte da
produção elétrica na região, ver Figura 1.8. Em termos de consumo elétrico, lideram os setores do
comércio e doméstico com 34% e 33,5%, respetivamente, cabendo o terceiro lugar à indústria com
17,4% [18]. Em termos de renováveis, a geotermia é a principal fonte, seguida da eólica e hídrica.
ktep
8
Figura 1.8 – Produção regional de eletricidade 2015 [18].
No que se refere à produção de eletricidade, tem sido observado um ligeiro declínio no consumo dos
combustíveis fósseis. Isto deve-se essencialmente, à gradual implementação de sistemas de produção
de ER. Em 2015 a região possuía uma potência instalada renovável de 69 MW. Desta apenas 1MW
era proveniente de biomassa, sendo a energia térmica (calor) o seu destino. Neste contexto, foi criado
o programa de incentivo regional PROENERGIA2, com o objetivo de promover e incentivar a produção
de energia elétrica e térmica a partir de ER destinada ao consumo por parte das famílias, empresas e
instituições, promovendo a eficiência energética, em simultâneo com a segurança no aprovisionamento
de energia.
O panorama energético da ilha não se desvia muito do da região, sendo no campo da produção de
eletricidade que a ilha se destaca através das fontes renováveis. Estas são superiores às fosseis devido
ao grande contributo da geotermia seguido da eólica e hídrica, que, em conjunto perfazem 52,3% da
produção elétrica da ilha.
1.4 Revisão bibliográfica
1.4.1 Conceitos básicos
A biomassa sólida pode ser obtida a partir das atividades madeireiras, agrícolas e da gestão de
resíduos urbanos. A boa gestão e tratamento dos resíduos destas atividades permite facilmente obter
combustíveis de elevada qualidade. A biomassa pode ser tratada de diferentes formas para a obtenção
de combustíveis. No Quadro 1.1 são apresentados os principais combustíveis provenientes da
biomassa.
Os combustíveis madeireiros provêm maioritariamente das explorações florestais e dos subprodutos e
resíduos da indústria transformadora de madeira. De um modo geral, esta madeira apresenta poderes
caloríficos entre 16 a 20 MJ/kg, variando significativamente consoante a espécie madeireira [19]. Estes
combustíveis apresentam-se na forma de madeira bruta, misturas fibrosas, cascas, aparas, serradura
e pó de madeira. Estes subprodutos podem ser tratados mecanicamente como os casos da estilha, dos
2 Decreto Legislativo Regional nº 27/2012/A de 4 de junho.
Fuelóleo56,27%
Gasóleo8,92%
Térmica Adquirida
0,00%
Hídrica3,07%
Geotérmica23,01%
Eólica8,68%
Outras0,04%
9
pellets e dos briquetes, ou utilizados diretamente sem qualquer tratamento nos processos de conversão
energética [20].
Produção/fornecimento Grupos Procura
Diretos
Combustíveis de Madeira
Sólido: Madeira bruta, estilha, pellets, briquetes, serradura e carvão
Indiretos Líquido: Licor negro, metanol e óleo pirolítico
Recuperados Gás: produtos gasosos da pirólise e da gaseificação
Derivados de madeira
Cultivo
Agro combustíveis
Sólido: palha, talos, cascas, bagaço e carvão vegetal
Subprodutos
Agrícolas Líquido: etanol, óleo vegetal, éster e pirolítico
Animais Gás: biogás, gases provenientes da pirólise
Agroindustriais
Subprodutos Municipais Subprodutos Municipais
Sólido: Resíduos sólidos urbanos
Líquido: lamas e óleo pirolítico de resíduos sólidos urbanos
Gás: gás de aterro e de lamas
Quadro 1.1 – Principais biocombustíveis [21]
Nos últimos anos, a indústria de produção de pellets tem ganho terreno face a outros combustíveis
sólidos de madeira. Este facto deve-se à elevada densidade energética dos pellets. Esta caraterística
facilita o seu aprovisionamento, transporte e queima. Os pellets têm sido alvo de grande solicitação por
parte das indústrias hoteleiras e alimentares, e do setor residencial.
A madeira é um composto orgânico de matéria seca e humidade. Na Figura 1.9 é possível observar
diferentes valores de humidade, para diversos tipos de subprodutos madeireiros. Pode-se concluir que
a humidade é parte substancial do peso da madeira. Quanto à matéria seca, 84% a 88% é matéria
volátil, 11,4% a 14,6% é carbono fixo e 0,4% a 2% são cinzas. De um modo geral, o teor de minerais é
cerca de 1% do peso da matéria seca. O potássio, magnésio, manganês, cálcio, enxofre, cloro, fósforo,
ferro, alumínio e zinco são os principais constituintes minerais da madeira.
Figura 1.9 – Composição geral da madeira [22].
Quando a madeira é submetida a processos de conversão energética é necessário ter em atenção
algumas propriedades físicas e químicas. Por questões ambientais, as quantidades de enxofre, cloro e
metais pesados são observadas e ponderadas. O teor de lignina, superior em madeiras moles, é outra
caraterística pertinente a ter em conta na combustão devido ao seu elevado nível de carbono e
hidrogénio [22]. O tamanho, densidade e geometria das partículas (ambiente), a humidade (custo
Lignina
15 - 30%
Extrativos
1 - 20%
Hemicelulose
10 - 49%
Celulose
35 - 60% Cinzas
0,1 - 2%
Carbono (C): 48 - 52%* Hidrogénio (H): 5,4 - 6,8%* Oxigénio (O): 38 - 42%* Azoto (N): 0,3 - 0,5%*
Enxofre (S): <0,05%*
10
energético), o teor de cinzas e o seu ponto de fusão (operação e manutenção), são outras propriedades
a ter em conta no combustível. Estas propriedades estão fortemente ligadas à eficiência do processo
de combustão. É de extrema importância, a análise cuidada destes parâmetros, para a obtenção de
bons resultados económicos, energéticos e ambientais.
Os combustíveis sólidos de biomassa, como alternativa energética para a produção de eletricidade ou
calor, são alvo de análises comparativas com os seus rivais sólidos, líquidos e gasosos. O poder
calorífico, densidade energética e emissões gasosas são variáveis essenciais, entre outras, à escolha
dos combustíveis a utilizar em sistemas energéticos. A Figura 1.10, Figura 1.11 e o Quadro 1.2
apresentam comparações entre algumas dessas variáveis.
Figura 1.10 – Poder calorífico3 [23] e [24].
Figura 1.11 – Armazenamento para 10MWh [23].
Emissões Fuelóleo leve Gás natural Estilha/pellets
CO 10 150 250
SO2 350 20 20
NOX 350 150 350
Partículas 20 0 10
COV 5 2 10
Quadro 1.2 – Emissões por tipo de combustível em caldeiras atuais [mg/kWh] [25].
3 Em matéria seca para os combustíveis de biomassa sólida
32,9
25,0
40,4 40,9 42,449,6
19,1 19,3 20,0 22,019,1 18,0 19,0 19,3
MJ/Kg
1 2 3,2
8,412,5 11,4
1511,5
21
Fuelóleoleve
Carvão Pellets demadeira
Estilha deBétola(cascaseca)
Estilha deAbeto
(ramadaseca)
Estilha deAbeto
(ramadafresca)
Fardos deAbeto
(ramadafresca)
Estilha dePinheiro(ramada
seca)
Estilha dePinheiro(Cascafresca)
m3
11
A combustão de biomassa proporciona um vasto leque de aplicações, sejam estas para uso doméstico
ou industrial [19]. A conversão de biomassa em energia útil é realizada sobretudo em sistemas de
combustão, onde um leque variado de biomassa pode ser convertido em diversas formas de energia
[21]. A queima de biomassa numa fornalha é uma das tecnologias mais simples [21].
O vapor é um produto calorífico normalmente obtido em unidades fabris, onde a geração de eletricidade
toma o primeiro lugar na utilização deste. A energia remanescente é utilizada em processos industriais
[19]. A geração de energia elétrica usufrui de uma eficiência entre 17% e 25%, podendo atingir 85%
caso seja adotada a cogeração no processo [19]. Por forma a abraçar as demais aplicações industriais
e domésticas, existem diversos sistemas de combustão que, de uma forma geral, podem agrupar-se
tecnologicamente em reatores de leito fixo, leito fluidizado e de combustível pulverizado (“dust
combustion”).
O estado inicial da matéria prima tem fortes influências no processo de conversão energética,
nomeadamente, no processo de combustão, na escolha do reator e respetivas condições de operação.
O pré-tratamento de biomassa requer alguma atenção no armazenamento, preparação e na
alimentação/transporte da matéria-prima para o sistema de combustão.
No que diz respeito ao armazenamento, este é condicionado pela dimensão caraterística da matéria-
prima antes e depois de ser processada mecanicamente. Tipicamente, para dimensões de 1 a 5 cm,
são utilizados silos cilíndricos, enquanto os silos retangulares são utilizados para dimensões até 60 cm.
Para grandes dimensões são utilizados armazéns ou áreas exteriores.
A dimensão e o teor de humidade na matéria-prima são as primeiras variáveis analisadas. Se o teor de
humidade se encontrar acima do patamar requerido, uma estação de secagem (natural ou forçada)
deverá ser acoplada ao processo, de modo a estabelecer a quantidade de água desejada [26]. O
mesmo se aplica em termos de dimensões, podendo ser necessário incorporar um sistema de trituração
ou corte (destroçadoras ou moinhos). Um aspeto final a ter em conta na preparação da matéria-prima
é a existência de material indesejado ao processo. A existência de material metálico e rochoso pode
requerer maquinaria especializada para a sua remoção, tal como tapetes granulométricos, crivos e
separadores magnéticos.
O sistema de transporte tem que estabelecer a ligação entre a estação de armazenamento e o sistema
de combustão. A cuidada seleção deste sistema tem em conta a distância (horizontal e vertical), a
morfologia e densidade do material a transportar, a dosagem e estanquicidade do sistema. As duas
últimas variáveis estão diretamente relacionadas com as condições de operação do sistema de queima
[26]. Para estabelecer a ligação entre o armazenamento e o sistema de queima são geralmente
utilizados tapetes rolantes e/ou sem-fins. Todo o material fica depositado num acumulador cónico,
“buffer”, antes de entrar para a câmara de combustão. Esta última fase de transporte geralmente é feita
com o auxílio da gravidade, através de dispositivos de controlo de dosagem, portas ou válvulas,
permitindo assim que o sistema trabalhe no seu domínio temporal (contínuo ou descontínuo, “batch
combustion”) [27].
12
A Figura 1.12 apresenta um sumário, onde esquematiza o processo integral de combustão. Mais
detalhes sobre o mesmo podem ser vistos em [24] e [28].
Figura 1.12 – Processo de combustão [26].
1.4.2 Estudos antecedentes
Dada a dependência energética das regiões ultraperiféricas, a procura de alternativas energéticas é
um alvo de interesse e atenção das entidades governamentais e privadas. Face a este interesse, o
meio académico e científico tem prestado suporte nas diversas áreas das ER. Nesta secção são
resumidos alguns dos mais importantes trabalhos realizados na área da biomassa em regiões
ultraperiféricas disponíveis na literatura da especialidade.
Santamarta et al [29] efetuaram um estudo nas ilhas Canárias, Espanha, com objetivo de analisar o
potencial do uso de biomassa para energia. Os autores abordaram as quantidades disponíveis de
biomassa, a segurança no abastecimento, a auto-suficiência energética em áreas rurais, a topografia
do terreno, a logística e os custos, entre outros aspetos. A floresta ocupa cerca de 13% do arquipélago,
apresentando um potencial de biomassa teórico na ordem de 5,5 tep/ano (resíduos de pinheiros e
louros) que somados aos resíduos agrícolas totalizam 15 tep/ano. Os custos de extração desta
biomassa variam significativamente, consoante a localização e relevo da zona a explorar, sendo na sua
grande maioria economicamente inviável a extração desta biomassa. Os autores sugeriram um
conjunto de diretrizes tecnológicas que foram anunciadas no plano de energias renováveis em Espanha
(PER).
Boukis et al [30] realizaram um trabalho na zona de Heraklion na ilha grega de Creta, onde o foco foi o
potencial de resíduos de biomassa para analisar a viabilidade da implementação de uma central elétrica
alimentada a combustíveis sólidos densificados. O sistema energético da ilha tem sido alvo de grande
pressão em resultado da crescente atividade turística e comercial. Deste modo, a implementação de
uma central a biomassa aparenta ser uma ótima solução energética. O abastecimento de combustível
pode ser proporcionado pelos resíduos da exploração do azeite, os quais representam 80% das
atividades agrícolas em Creta. Estudos antecedentes indicaram que 73 t de matéria seca por ano
estavam disponíveis para consumo energético, proporcionando 12 MWe. As regras impostas ao estudo
financeiro da central incluíram taxas de retorno de capital próprio acima de 15% para além de 20 anos,
custo de investimento específico abaixo de 2000€ por kWe e o custo da eletricidade 75% abaixo do
preço de compra da rede pública. Com base nos constrangimentos económicos, técnicos e de
Biomassa
Carvões
Gases
Alcatrões
Cinzas
Alcatrões
CO2, CO,
H2, CH4
CO2, CO,
H2
13
abastecimento, os autores concluíram que a implementação de uma central de capacidade instalada
de 8 MWe seria a melhor opção a adotar, tendo esta um período de retorno na ordem dos 7 anos.
Toste [31] estudou a espécie invasora, Pittosporum Undulatum, na ilha Terceira do arquipélago dos
Açores, com o intuito de gerar uma cadeia de valor através do seu potencial energético, levando a cabo
um plano de erradicação da espécie. Foram desenvolvidas relações matemáticas para estimar o
volume e a massa da biomassa existente por árvore, o que permitiu avaliar o potencial de biomassa
existente na ilha. A estimativa do potencial energético da espécie originou valores para o PCI entre
13,5 a 19,8 MJ/kg. Numa análise SWOT, foi verificada a viabilidade económica e ambiental da
exploração energética desta espécie. Na ilha podem ser explorados anualmente cerca de 0,88 km2,
donde 7330 t de matéria seca podem ser extraídos. Segundo um fator médio de conversão de 27%, o
potencial energético foi avaliado entre 5 e 12,8 GWh, representando 2,6% a 6,7% do consumo elétrico
na ilha.
No âmbito do projeto Green Islands Project [32], foi realizado um estudo sobre o uso de biomassa
florestal para a produção de energia, no arquipélago dos Açores, considerando a disponibilidade dos
recursos em termos de acesso, colheita e transporte. Este estudo levou a cabo o desenvolvimento de
uma nova atividade florestal com espécies (Morella faya, Persea indica e Platanus hybrida) de ciclos
de vida curtos (cerca de 5 anos entre cortes rasos4), onde a reflorestação de áreas ocupadas por
espécies invasoras mereceu especial atenção. Na base da caraterização florestal esteve o Inventário
Florestal da DRRF, realizado através da interpretação de ortofotomapas em conjunto com trabalho de
campo. No estudo foram elaborados mapas de ocupação de espécies, cujo mapeamento foi auxiliado
com a utilização de um sistema de informação geográfico (SIG). O Pittosporum Undulatum e a
Cryptomeria Japonica são as espécies mais abundantes na região, ocupando cerca de 49% e 26 % da
área florestal do arquipélago, respetivamente. Para avaliar o potencial energético, foram efetuadas as
análises imediata, elementar e poder calorífico aos troncos e ramos de várias espécies florestais.
Segundo os boletins de laboratório o PCI calculado foi de 20,36 MJ/kg (ramos <8 cm) para o
Pittosporum Undulatum e 24,50 MJ/kg (troncos >8 cm) para a Cryptomeria japónica. O teor de
humidade foi cerca de 46% e 73% e o teor de cinzas foi de 1% e 0,6%, respetivamente. Ambas as
espécies apresentaram a mesma percentagem de matéria volátil (99% em base seca).
4 Modo de tratamento regular em que os povoamentos resultam de um corte raso ou de cortes sucessivos, originando povoamentos de uma só idade, ou de idades próximas.
14
1.5 Estrutura da tese
A presente tese está estruturada em cinco capítulos. O presente capítulo constitui a Introdução, tendo
discutido a motivação e objetivos deste estudo e apresentado a revisão bibliográfica.
O segundo capítulo, Recursos endógenos, inclui a caraterização florestal da RAA, em particular da ilha
de São Miguel, descrevendo em detalhe as espécies dominantes na ilha.
O terceiro capítulo, Avaliação do potencial energético, encontra-se dividido em três subcapítulos, a
saber: descrição da metodologia utilizada no estudo, avaliação e quantificação do potencial de
biomassa, e, finalmente, quantificação do potencial energético existente na ilha.
O quarto capítulo, Potencial de aplicação, inicia-se com a caraterização energética da ilha,
apresentando, de seguida, os vários potenciais setores industriais consumidores do recurso energético
em estudo.
Finalmente, o quinto capítulo, Fecho, resume as conclusões deste trabalho e apresenta um conjunto
de sugestões para trabalhos futuros.
15
2 Recursos endógenos
2.1 Caraterização florestal da ilha de São Miguel
A floresta é uma componente marcante na paisagem açoriana, constituindo 21% do território (493,4
km2). Esta alberga um setor económico com 1400 postos de trabalho, onde a venda direta de madeira
e o setor de primeira transformação proporcionam anualmente cerca de 1,8 e 10,9 milhões de euros,
respetivamente [33]. Deste modo, o setor apresenta um valor económico e social considerável para a
região, de forma que a sua exploração tem de ser efetuada de modo sustentável e com recurso a
políticas de boa gestão florestal, promovendo a sua proteção e conservação.
O coberto florestal da RAA está fracionado em três parcelas, propriedades privadas, pública e baldios,
sendo esta última gerida pelo estado (Quadro 2.1 e Figura 2.1). A parcela privada é maior em termos
de área, sendo dominada por pastagens (que constitui a grande maioria da paisagem rural do
arquipélago, cerca de 1386 km2), para a criação de gado. Esta parcela tem sido alvo de intervenções
nos últimos 18 anos, por forma a beneficiar os povoamentos existentes e valorizar o material lenhoso,
através da reconversão, rearborização e arborização. A parcela pública é a seguinte nos mesmos
termos, desempenhando um papel determinante na região, não só pela área que abrange, como
também pela sua função estruturante. É na parcela baldia que se desenvolvem os maiores
povoamentos de espécies endémicas. Estas áreas são denominadas como reservas naturais e
atualmente estão classificadas ao abrigo da Rede Natura 2000 [3]. A exploração florestal para fins
madeireiros detém uma quota considerável, sendo assegurada maioritariamente pela parcela privada
(cerca do dobro da pública).
Parâmetros
Ocupação de terreno [%]
Agricultura 65 Floresta 9 Natural 21 Artificial 5
Estrutura florestal [ha]
Floresta de produção 18,7 Floresta pública 33 Floresta privada 67 Tamanho médio da exploração florestal privada
4,2
Quadro 2.1 – Ocupação e estrutura do setor florestal na RAA [32].
Figura 2.1 – Estrutura florestal na RAA [34].
8%
59%
11%
22%
33%
Floresta Natural
Regeneração de florestanaturalPlantação pública
Plantação privada
16
A área florestal da RAA (493,4 km2) é dominada na sua grande maioria por 10 espécies florestais,
destacando-se 5 (Quadro 2.2) pela sua área de ocupação: o Pittosporum Undulatum, a Cryptomeria
Japonica, a Acacia Melanoxylon, o Eucalyptus globulus e a Morella Faya, que são responsáveis pela
ocupação de 96% (474 km2) da área florestal. O Pittosporum Undulatum assume o topo da lista
ocupando 48% (239 km2) da área florestal da RAA [3].
Espécie km2 %
Morella Faya 24,42 4,95
Eucalyptus globulus 37,86 7,67
Acacia Melanoxylon 43,54 8,82
Cryptomeria Japonica 128,56 26,06
Pittosporum Undulatum 239,39 48,51
Total 473,77 96,02
Quadro 2.2 – Principais espécies na RAA [35].
A ilha de São Miguel conta com 165,41 km2 de floresta (22% da área total da ilha), possuindo cerca de
11 espécies florestais (Figura 2.2), das quais se destacam os povoamentos de Cryptomeria Japonica
(Criptoméria), Pittosporum Undulatum (Incenso) e Acacia Melanoxylon (Acácia) pela sua área de
ocupação em solo (Quadro 2.3). Estes povoamentos são responsáveis por cerca de 92% da área
florestal da ilha, sendo a Criptoméria a espécie mais abundante com 51,6%, seguida do Incenso e da
Acácia com 22,7% e 17,9%, respetivamente.
Figura 2.2 – Espécies dominantes na ilha de São Miguel [35].
Espécie Área [km2] Ocupação relativa na ilha [%]
Território Florestal
Cryptomeria Japonica 85,4 11,5 51,6 Pittosporum Undulatum 37,5 5,0 22,7
Acacia Melanoxylon 29,6 4,0 17,9 Total 152,5 20,5 92,2
Quadro 2.3 – Áreas de ocupação por espécie na ilha de São Miguel [3].
Para além das suas áreas de ocupação, as referidas três espécies destacam-se pelos seguintes factos:
a Cryptomeria Japonica constitui a base da matéria-prima da indústria de primeira transformação cujo
destino é madeira para construção, o Pittosporum Undulatum é uma espécie invasora infestante
0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5
Quilometros
N
Legenda
Criptoméria
Eucalipto
Incultos
Folhosas diversas
Acácia
Incenso
Pinheiro Japonês
Pinheiro Bravo
Resinosas diversas
Faia das Ilhas
Vinhático
Camaecipáris
Espaços Naturais ou semi-naturais
17
passível de ser valorizada energeticamente [32] e a Acacia Melanoxylon possui um conjunto de
propriedades mecânicas (estruturais) e químicas (energéticas) que lhe conferem um papel importante
no mercado local (carpintaria e lenhadores).
2.2 Espécies dominantes
2.2.1 Cryptomeria Japonica
A Cryptomeria Japonica D. Don, mais conhecida por Criptoméria, é uma espécie oriunda do extremo
oriente. Povoamentos bravios desenvolvem-se nas ilhas centrais e sul do Japão, assistidos por um
clima quente e húmido. De caráter ornamental, a espécie é a base da fileira florestal regional, sendo a
imagem de marca da floresta de produção local, sendo a principal espécie (não protegida) presente
nas áreas públicas e privadas. A espécie exerce uma função crucial na definição da nova estratégia
florestal da ilha e da região, desde logo pela possibilidade da criação de emprego direto, quer nas
atividades de exploração florestal, rearborização e manutenção dos povoamentos, quer na indústria de
transformação a jusante [3].
Com uma copa piramidal densa atinge cerca de 50 m na idade adulta, perenifólia, de tronco forte e
cilíndrico apresenta ramos delgados, conferindo uma boa resistência a ventos fortes e geadas. O seu
borne apresenta uma cor pálida, branco-amarelada, com uma espessura reduzida de 2 a 5 cm,
distinguindo-se do cerne rosado, acastanhado ou negro com anéis de 4 a 5 mm (Fotografia 2.1). Com
uma massa volúmica de 260 kg/m3 (valores médios para um teor de humidade igual a 12%), a madeira
dispõe de uma orientação fibrosa (fio) reta, um grão uniforme e uma textura variável, mas
tendencialmente grossa. Com elevado teor de humidade, é uma madeira sem canais resinosos e com
um aroma bastante caraterístico.
Fotografia 2.1 – Corte transversal de um toro de Criptoméria.
Tal como o Taxodium (Cypress) e a Sequóia, da América do Norte, é uma madeira de elevada
durabilidade a fungos xilófagos, de fácil laboração devido à sua baixa dureza e com uma preparação
fácil devido à sua rápida secagem. Estas caraterísticas permitem assim que a madeira de Criptoméria
seja de fácil serragem e trabalhabilidade.
18
Em termos energéticos este recurso dispõe de um PCI de cerca de 21 MJ/kg. Quanto às suas
propriedades químicas, a madeira de Criptoméria possui 99% de matéria volátil, 0,6% de cinzas e uma
humidade de 73%.
2.2.2 Pittosporum Undulatum
O Pittosporum Undulatum, denominado localmente por Incenso, é uma espécie oriunda da Austrália,
que foi introduzida nos Açores como sebes de proteção à plantação de árvores de laranja no século 19
[36]. É uma espécie invasora capaz de colonizar uma vasta gama de habitats, como climas temperados
quentes, florestas montanhosas tropicais e subtropicais. Os Açores possuem um clima favorável ao
desenvolvimento desta espécie, o que permite uma fácil proliferação da mesma. A sua invasão
modificou substancialmente a paisagem do arquipélago, ocupando parte da área entre o nível do mar
e uma altitude de 500 m [37], afetando reservas naturais, paisagens protegidas e a flora endémica da
região. Para além do seu cariz invasor, a espécie tem múltiplas funções na região, como por exemplo,
sebes de proteção de pomares (Fotografia 2.2), alimento de gado caprino, constituinte da cama para o
cultivo do ananás e é considerada importante na produção de mel devido à sua polinização ser
assegurada por abelhas [38]. Contudo, o impacto ecológico na região associado a esta espécie, torna-
a como prioritária à implementação de ações de controlo dado o seu caráter infestante [37].
Fotografia 2.2 – Sebes de Incenso para proteção de bananais.
A árvore ou arbusto perenifólia persistente pode atingir até 15 m de altura com uma copa piramidal
densa de 3 a 5 m de diâmetro. Possui um tronco tortuoso com casca irregular de cor parda escura
(Fotografia 2.3) [39]. Os seus ramos ostentam uma folhagem verde brilhante com uma forma oval e
extremidade ondulada [40]. A sua floração dá-se durante os períodos de primavera e verão com uma
flor odorífera branca e amarela [41], onde se desenvolve um fruto em forma de cápsula castanha e
laranja (Fotografia 2.4), originando sementes avermelhadas no outono [41].
19
Fotografia 2.3 – Corte transversal de um toro de Incenso.
Fotografia 2.4 – Fruto do Incenso.
Em termos energéticos, o Incenso apresenta um PCI de cerca de 17,13 MJ/kg. Quanto às suas
propriedades químicas, o Incenso possui 99% de matéria volátil, 0,9% de cinzas e uma humidade de
46%.
2.2.3 Acacia Melanoxylon
A Acacia Melanoxylon, originária da Tasmânia, Austrália, é uma espécie que habitualmente invade
florestas e habitats naturais degradados na forma de árvore. A qualidade da sua madeira proporciona-
lhe um caráter comercial na indústria madeireira, sendo a Acácia uma madeira de construção de grande
valor [42]. A espécie foi introduzida na Europa como uma planta ornamental no século 19, entrando em
expansão na primeira metade do século 20 através de planos florestais nacionais [43]. De caráter
invasivo, esta espécie estabeleceu-se rapidamente no ambiente envolvente, provocando alterações na
estrutura e na dinâmica do ecossistema nativo. A participação da espécie no Inventário Florestal da
região é significativa nas ilhas do Pico, Terceira e São Miguel. Contudo a sua participação tem vindo a
decrescer devido à introdução da Criptoméria no mercado de madeira regional [40].
É uma árvore perenifólia persistente com uma copa piramidal densa e arredondada, geralmente
atingindo 8 a 15-20 m de altura. A Fotografia 2.5 apresenta um corte transversal de um toro de Acácia.
Com uma folhagem verde acinzentado, a Acácia floresce entre o final do inverno e o final da primavera,
onde uma flor de cor amarela pálida brota um fruto castanho do tipo vagem no verão. A madeira de
20
Acácia é muito conhecida pela sua elevada massa volúmica, 659 kg/m3, que lhe confere uma
resistência adicional nos produtos finais de marcenaria/carpintaria [44].
Fotografia 2.5 – Corte transversal de um toro de Acácia
Em termos energéticos, a Acácia tem um PCI de 20 MJ/kg. Quanto às suas propriedades químicas, a
Acácia apresenta 99% de matéria volátil, 1,1% de cinzas e uma humidade de 47%.
21
3 Avaliação do potencial energético
3.1 Metodologia
A avaliação do potencial energético, na ilha de São Miguel, foi efetuada com base em informação
recolhida na ilha, nomeadamente na Direção Regional dos Recursos Florestais, na Direção Regional
da Energia e em unidades fabris e hoteleiras.
O presente estudo foi composto por 3 etapas: trabalho de campo, tratamento de informação e avaliação
do potencial energético. O trabalho de campo prendeu-se com o levantamento das principais entidades
produtoras de resíduos madeireiros, identificação e quantificação da biomassa (subprodutos
madeireiros) predominante na ilha e identificação dos potenciais consumidores deste tipo de energia.
Esta fase teve a duração de dois meses. Neste período foram efetuadas visitas às entidades de primeira
e segunda transformação de madeira, com o objetivo de recolher informação acerca da produção
madeireira e respetivos mapas de quantidades (cortes rasos e subprodutos). A recolha desta
informação foi efetuada através de um questionário via web (Google questionários). Este foi composto
por 48 questões, contendo perguntas de escolha múltipla e de resposta aberta. Durante as visitas foi
possível conhecer a dinâmica das serrações, relativamente à produção de resíduos e subprodutos. De
modo a identificar potenciais consumidores de biomassa foram visitadas unidades fabris e hoteleiras,
sendo possível abordar as suas necessidades energéticas e respetivos constrangimentos na utilização
do recurso em estudo. No decorrer das visitas obtiveram-se algumas imagens fotográficas, Fotografia
3.1 à Fotografia 3.6.
Fotografia 3.1 – Armazenamento de toros Criptoméria.
Fotografia 3.2 – Unidade de serragem (primeira transformação).
22
Fotografia 3.3 – Armazenamento de subprodutos madeireiros (costaneiros).
Fotografia 3.4 – Estilhador de Criptoméria do tipo garlopa.
Fotografia 3.5 – Encaminhamento de estilha para Portugal Continental (contentor open top).
23
Fotografia 3.6 – Caldeiras e queimadores a pellets (unidade hoteleira).
No tratamento de informação foram reunidos e tratados todos os dados relativos às entidades contadas
na primeira fase. Os dados recolhidos foram catalogados por forma a facilitar as estimativas realizadas
na fase seguinte do estudo.
A última fase foi dedicada ao levantamento e à avaliação do potencial energético da biomassa existente
na ilha. O levantamento dos povoamentos das espécies em estudo foi conseguido a partir do Inventário
Florestal da Região, disponibilizado pela Direção Regional dos Recursos Florestais. A quantificação
energética foi realizada com o auxílio das análises químicas realizadas em 2010 no Laboratório de
Análises do Instituto Superior Técnico [32].
O Inventário Florestal foi realizado em 2007 pela equipa técnica da DRRF. Este dividiu-se em duas
fases, sendo a primeira destinada à aquisição de informação gráfica (dados cartográficos) e numérica.
As áreas e a distribuição dos povoamentos de cada espécie tiveram em conta a composição e o estado
de desenvolvimento destes, sendo estas realizadas segundo um modelo de estratificação de manchas.
Na segunda fase foram efetuadas medições aos povoamentos de maior interesse para produção de
material lenhoso. A amostragem foi constituída por 141 parcelas ao longo da região, sendo estas
avaliadas e medidas. Com uma configuração de 200 m2 circulares, estas parcelas foram marcadas com
o auxílio de um equipamento de medição “Vertex”. As principais variáveis dendrométricas5 estiveram
na base da caraterização destas parcelas. A caraterização de cada parcela constou na medição do
diâmetro de todas as árvores e na seleção cuidada de algumas destas por forma a obter uma amostra
significativa. Na amostra selecionada foram listadas as seguintes medições: altura total e da base da
copa, diâmetro basal, idade, acréscimo em raio nos últimos 5 anos e a espessura da casca. Com base
em todas as medições efetuadas foi estimada a capacidade produtiva e quantificado o material lenhoso
de cada povoamento analisado [45].
A cartografia foi realizada segundo um modelo de estratificação dos povoamentos, que por sua vez
constitui a Carta Florestal. Esta foi efetuada a partir da delimitação dos povoamentos no campo sobre
fotografia aérea, sendo esta última auxiliada pela carta militar 1:25 000. Face ao desfasamento
5 Variáveis de caraterização do crescimento de uma árvore ou povoamento.
24
existente entre a informação fotográfica e a situação real verificada em campo foi utilizado o GPS em
algumas áreas de estudo. A vetorização das manchas/povoamentos caraterizados em campo sobre os
ortofotomapas foi elaborada com recurso ao SIG. Após a compilação de toda a informação adquirida
no terreno, foi gerada uma base de dados em SIG. Este banco de dados permite a cada povoamento
ter associada informação acerca da sua área e composição. Outro nível de informação (variáveis
dendrométricas) é adicionado às parcelas/manchas amostradas, o que permite avaliar a existência de
material lenhoso para produção [45].
A reunião de todos estes dados florestais num sistema informático SIG, possibilita uma pesquisa
acessível e prática, com a possibilidade de cruzar vários níveis de informação gráfica e numérica.
Assim, o SIG é uma ferramenta essencial para o levantamento espacial do perímetro florestal e sua
gestão.
3.2 Potencial de biomassa
A seleção das espécies para avaliação do potencial energético (Criptoméria, Incenso e Acácia) teve
por base o trabalho de campo efetuado na ilha de São Miguel, os estudos anteriormente efetuados,
[31] e [32], as diretivas da DRRF, as suas caraterísticas energéticas e respetiva ocupação do solo.
Os principais recursos de biomassa derivada da Criptoméria são os resíduos provenientes da
exploração florestal e os subprodutos/resíduos da serração. Os primeiros são resíduos de abate que
permanecem na mata de acordo com as instruções do manual de boas práticas para a gestão florestal
nos Açores [46]. Árvores inteiras mortas, doentes ou que não apresentam qualquer valor/interesse
comercial, folhagem, ramos e pontas (copas) das árvores exploradas são os mais abundantes deste
tipo de atividade. Segundo a DRRF, estes resíduos representem cerca de 10 a 20 % do total da
biomassa existente numa área de exploração florestal típica. Dadas as caraterísticas topográficas das
matas, a remoção destes é inviável quer do ponto de vista técnico quer económico.
Os subprodutos/resíduos provenientes das serrações de madeira são de fácil aquisição dada a sua
concentração nas unidades de transformação. Este material de biomassa representa cerca de 30% do
total de material lenhoso. A sua disponibilidade depende fortemente da procura no mercado da madeira,
havendo uma relação entre a área cortada anualmente e a procura. Na ilha de São Miguel, a área
média cortada anualmente representa apenas 45% da capacidade produtiva da ilha.
A ilha de São Miguel conta com uma área de ocupação de Criptoméria de cerca de 85,4 km2. No
entanto, esta espécie obedece a um ciclo de crescimento e amadurecimento, estando disponível para
corte após uma idade igual ou superior a 30 anos. Na Figura 3.1 é apresentada a disponibilidade (38
km2) e distribuição geográfica atual deste recurso na ilha. Anualmente são autorizados o corte de 1,3
km2, o que corresponde a um volume de 99258 m3 de material lenhoso explorado. Para maior detalhe
da disponibilidade deste recurso é apresentado o Quadro 3.1 com estimativas de biomassa disponível
na ilha.
A ilha possui cerca de 13 entidades no setor florestal da exploração/serração [3]. Como fruto desta
atividade, os resíduos de madeira são diversos: costaneiros, serradura fina e grossa, retalhos de
25
madeira e cascas. Destes destacam-se os costaneiros, a serradura fina (serrim) e a serradura grossa
(aparas ou cavacos), ver Quadro 3.2. A biomassa proveniente da exploração/serração predomina face
à indústria de carpintaria/marcenaria, que conta com 86 entidades na ilha [3], sendo os retalhos e a
serradura grossa os resíduos predominantes. Note-se que os resíduos provenientes da
exploração/serração são maioritariamente de Criptoméria, enquanto os resíduos da
carpintaria/marcenaria são de diversas espécies.
Figura 3.1 – Distribuição de povoamentos puros de Criptoméria, com mais de 30 anos [47].
Designação Unidade Quantidade
Cortes autorizados* km2 1,3
m3 99257,8
Área florestal > 30 anos km2 38,0
Área florestal km2 85,4
Ocupação relativa** Florestal % 51,6
Território % 11,5
Notas: *Cortes rasos autorizados pela DRRF no ano de 2015 relativos à exploração florestal em regime de alto-fuste6 e talhadia7 e à transformação; **Área de ocupação relativa à ilha de São Miguel.
Quadro 3.1 – Mapa de disponibilidade da Criptoméria [3] e [35].
Subprodutos
Costaneiros Serradura
Fina Grossa
Quadro 3.2 – Biomassa predominante na exploração/serração de Criptoméria.
6 Alto-fuste: quando o povoamento se perpétua, direta ou indiretamente, por via seminal. 7 Talhadia: povoamento proveniente de rebentos ou pôlas de origem caulinar ou radicular.
0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5
Quilometros
N
26
Atualmente toda a biomassa produzida nas unidades de serração constitui um problema económico e
logístico para as entidades produtoras. Os seus destinos são diversos, sendo parte destes
encaminhados para Portugal Continental para as indústrias de aglomerados de madeira e produção de
pellets. O remanescente permanece na ilha, sendo na sua grande maioria encaminhada para estábulos
e estufas de cultivo (ananás), tendo como destinos a cama animal e o fertilizante. Em termos de
valorização energética, é feito um aproveitamento residual desta biomassa, através da sua queima nas
caldeiras das estufas de secagem de madeira nas próprias entidades de serração.
De forma a estudar a produção de biomassa nas unidades de serração foi efetuado o levantamento
qualitativo e quantitativo dos subprodutos nas principais unidades da ilha. No Quadro 3.3 estão listados
os principais subprodutos e as respetivas quantidades referentes ao ano de 2015.
Ano Matéria-prima* [t] Subprodutos [t] ηtrans Costaneiros [t] Serrim/Aparas [t]
2015 17784,52 4956,70 27,87%
3720,11 1236,60
% relativa**
75,05% 24,95%
Nota: *Toros sem transformação; ** Percentagem relativa ao total de subprodutos gerados
Quadro 3.3 – Mapa de subprodutos de primeira transformação madeireira.
Os valores no Quadro 3.3 foram estimados a partir de mapas de quantidades de matéria-prima,
disponibilizados pelas entidades. A partir destes foi efetuado um somatório da matéria-prima cortada
no ano de 2015 e foram estimados os subprodutos gerados. Devido à ausência de informação (mapas
de subprodutos), a estimativa teve por base o histórico de 6 anos (2010 a 2015) de uma das entidades
contatadas que efetua o controlo de resíduos desde o ano de 2003. A partir deste histórico foi efetuada
uma média aritmética simples do rendimento de transformação anual (Equação 3.1).
ηtrans
=Subprodutos
Matéria-prima (3.1)
O resultado obtido foi de 27,87%, menos 2,13% do rendimento calculado pela DRRF (30%). O mesmo
histórico e processo de cálculo foi utilizado para as estimativas das quantidades dos costaneiros e do
serrim/aparas. A percentagem relativa destes em relação ao total anual de subprodutos gerados foi
estimada em 75,05% e 24,95%, respetivamente, de acordo com a Equação 3.2.
%𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎=𝑆𝑢𝑏𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜
Total Subprodutos (3.2)
Note-se que para as estimativas calculadas, os subprodutos serrim e aparas foram tratados como um
único subproduto serrim/aparas.
27
Em termos de disponibilidade de Incenso, São Miguel detém cerca de 37,50 km2, o que equivale a
22,67% da área florestal da ilha ocupando territorialmente cerca de 5,06% desta. Contudo, o abate
desta e das demais espécies da região têm de obedecer às diretivas da DRRF, para que a sua
exploração e utilização sejam realizadas de forma sustentável e com o objetivo de aumentar a
competitividade do setor na região. Dadas as restrições no abate, a DRRF autorizou o corte raso de
74,07 ha no ano de 2015, originando cerca de 747952,66 tonelada de material lenhoso. Para maior
detalhe da disponibilidade deste recurso é apresentado o Quadro 3.4 com as estimativas de biomassa
disponível na ilha. A Figura 3.2 apresenta a distribuição geográfica deste recurso na ilha de São Miguel
de acordo com o Inventário Florestal.
Designação Unidade Quantidade
Cortes autorizados* km2 0,74
t 747952,66
Área florestal km2 37,50
Ocupação relativa** Florestal % 22,67
Território % 5,03
Notas: *Cortes rasos autorizados pela DRRF no ano de 2015 relativos à exploração florestal em regime de alto-fuste e talhadia e à transformação; **Área de ocupação relativa à ilha de São Miguel.
Quadro 3.4 – Mapa de disponibilidade do Incenso [3] e [35].
Figura 3.2 – Distribuição de povoamentos puros de Incenso [35].
Comparativamente à Criptoméria, o Incenso tem menos 47,9 km2 de coberto florestal, o que o coloca
na segunda posição em termos de disponibilidade. Este dispõe de um rácio ocupação versus corte
autorizado de 2%, enquanto a Criptoméria apresenta um rácio de 1,5%, devendo-se esse resultado ao
cariz invasor do Incenso.
0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5
Quilometros
N
28
A Acácia detém 17,9% do coberto florestal da ilha, o que equivale a cerca de 30 km2 estendidos ao
longo de toda a ilha. Pelas mesmas razões apresentadas no caso do Incenso, o abate desta espécie é
igualmente controlado pela DRRF. Esta autorizou no ano de 2015, o corte raso de 19 ha, o que em
termos produtivos corresponde a 4093,07 t. Para maior detalhe da disponibilidade deste recurso é
apresentado o Quadro 3.5 com as estimativas de biomassa disponível na ilha. A Figura 3.3 apresenta
a distribuição geográfica deste recurso na ilha de São Miguel de acordo com o Inventário Florestal.
Designação Unidade Quantidade
Cortes autorizados* km2 0,19
m3 4093,07
Área florestal km2 29,56
Ocupação relativa** Florestal % 17,87
Território % 3,97
Notas: *Cortes rasos autorizados pela DRRF no ano de 2015 relativos à exploração florestal em regime de alto-fuste e talhadia e à transformação; **Área de ocupação relativa à ilha de São Miguel.
Quadro 3.5 – Disponibilidade de povoamentos puros de Acácia [35].
Figura 3.3 – Distribuição de povoamento puros de Acácia [35].
Das três espécies abordadas a Acácia, é a que detém menor ocupação de solo, menos 48 km2
comparativamente à Criptoméria e menos 8 km2 em relação ao Incenso. A Acácia encontra-se assim
em terceiro lugar em termos de disponibilidade, dispondo um rácio ocupação versus corte autorizado
de 0,66%, em contraste com 2% e 1,5% do Incenso e da Criptoméria, respetivamente.
0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5
Quilometros
N
29
Em termos globais, estas três espécies totalizam uma área florestal com cerca de 152 km2. Esta área
corresponde a uma ocupação florestal na ordem de 92%, o que em termos territoriais se expressa em
20,47% da área da ilha. Anualmente a DRRF autoriza o corte de 2,27 km2, o que equivale a um rácio
global ocupação versus cortes autorizados de 1,49%. O Quadro 3.6 apresenta um resumo da
disponibilidade dos povoamentos puros das espécies em estudo.
Designação Unidade Espécies
Total Criptoméria Incenso Acácia
Cortes autorizados*
km2 1,33 0,74 0,19 2,27
t N/A 747 952,66 N/A 747952,66
m3 99 257,75 N/A 4 093,07 103350,82
Área florestal > 30 anos km2 38,02 N/A N/A 38,02
Área florestal km2 85,41 37,50 29,56 152,47
Ocupação relativa** Florestal % 51,63 22,67 17,87 92,18
Território % 11,46 5,03 3,97 20,47
Rácio ocupação vs cortes autorizados % 1,56 1,98 0,66 1,49
Notas: *Cortes rasos autorizados pela DRRF no ano de 2015 relativos à exploração florestal em regime de alto-fuste e talhadia e à transformação; **Área de ocupação relativa à ilha de São Miguel.
Quadro 3.6 – Resumo disponibilidade de povoamentos puros.
De modo a avaliar o potencial de biomassa existente na ilha de São Miguel, o presente trabalho teve
em conta a biomassa existente nas unidades de serração (subprodutos madeireiros) em conjunto com
o material lenhoso disponível para corte no ano de 2015. Foram analisados dois cenários distintos, P1
e P2. O primeiro comportou a análise dos subprodutos madeireiros em conjunto com material lenhoso
proveniente do Incenso e da Acácia, enquanto o segundo avaliou apenas o material lenhoso disponível
para corte das três espécies. A análise em cenários distintos foi considerada face ao material lenhoso
de Criptoméria constituir um valor comercial elevado, não justificando o abate deste recurso para fins
energéticos.
Na avaliação de ambos os cenários foram tidos em conta os seguintes parâmetros: densidade do
material lenhoso, produtividade florestal e densidade de lote. No Quadro 3.7 são catalogados o tipo de
biomassa com os respetivos valores junto das suas unidades.
Parâmetro Espécie
Designação Unidade
Criptoméria Incenso Acácia
B.F. Subprodutos
B.F. B.F. Costaneiros Serrim/Aparas
Densidade material lenhoso* tseca/ m3 0,30 0,30 0,30 0,56 0,56
Densidade de lote** trecebida/ m3 N/A 0,33 0,27 N/A N/A
Produtividade Florestal*** m3/ha/ano 23 N/A N/A 130 19,89
Notas: Dados fornecidos *DRRF; **medidos em campo; *** [32]; B.F. – Biomassa florestal
Quadro 3.7 – Parâmetros de análise.
Note-se que a medição da densidade do lote dos costaneiros teve por base um contentor com uma
capacidade média de 22 t, enquanto a do serrim/aparas foi estimada através de um veículo (Toyota
280) com uma capacidade média 2,8 t.
30
O cenário P1 contabilizou um total de 12490 tonelada de biomassa seca, segundo uma densidade
lenhosa seca média na ordem dos 0,3 para a Criptoméria (subprodutos) e 0,56 para as restantes
espécies. O Incenso foi o recurso predominante, com uma quota de 43,18%, o que corresponde a 5392
tseca/ano. Quanto aos subprodutos das unidades de serração, estes totalizaram 4805 tseca/ano,
manifestando-se com uma quota de 38,47%, menos 4,7% que o Incenso. Verifica-se, assim, um
potencial de biomassa significativo nas unidades de primeira transformação madeireira. Ainda
relativamente aos subprodutos, os costaneiros de Criptoméria manifestaram-se com 27,44%, o que
equivale a 3427 tseca/ano. Relativamente à Acácia, o potencial foi de 2292 tseca/ano, representando uma
quota de 18,35%. Em termos produtivos a ilha consegue produzir cerca de 6,5 t/h de acordo com o
cenário P1. O Quadro 3.8 e o Gráfico 3.1 sumarizam a informação acima descrita.
Biomassa P1 Base seca [tseca/ano]
%
Subprodutos
Costaneiros 3426,99 27,44
Serrim/Aparas 1378,05 11,03
Total 4805,04 38,47
Incenso 5392,40 43,18
Acácia 2292,12 18,35
Total 12489,56 100
Quadro 3.8 – Potencial de biomassa P1.
Gráfico 3.1 – Quotas de biomassa P1
Incenso43%
Acácia18% Costaneiros
28%
Serrim/Aparas11%
Subprodutos 39%
31
No caso do cenário P2, a situação muda substancialmente, dada a abundância de Criptoméria na ilha.
Esta comparticipa com 79,49% do potencial de biomassa, tendo como resultado 29777 tseca/ano. Este
resultado comporta o primeiro lugar na lista de recursos segundo o cenário P2. No segundo lugar da
lista encontra-se o Incenso com uma quota de 14,39%, totalizando a mesma quantia referida no cenário
P1 (5392 tseca /ano). O fecho da lista é ocupado pela Acácia, que contribui com 6,12% para o P2 (2292
tseca/ano). Assim o cenário P2 totaliza uma quantia de 37462 tseca/ano, o que corresponde a um
acréscimo de 33,34%, que equivale a 24972 tseca/ano. Segundo o cenário P2, a ilha tem uma
capacidade produtiva de 19,51 t/h. A avaliação deste cenário foi meramente teórica, por forma a avaliar
o potencial energético total da ilha, segundo os cortes autorizados pela DRRF. Os resultados referentes
ao cenário P2 são apresentados no Quadro 3.9, enquanto o Gráfico 3.2 resume e compara os
resultados de ambos os cenários.
Biomassa P2 Base seca [tseca/ano]
%
Criptoméria 29 777,33 79,49
Incenso 5 392,40 14,39
Acácia 2 292,12 6,12
Total 37461,85 100
Quadro 3.9 – Potencial de biomassa P2.
Gráfico 3.2 – Mapa comparativo.
Costaneiros Serrim/Aparas Criptoméria Incenso Acácia
P1 3 427 1 378 0 5 392 2 292
P2 0 0 29 777 5 392 2 292
0
10 000
20 000
30 000
40 000
t seca/a
no
32
3.3 Potencial energético
O potencial energético proveniente da biomassa existente na ilha de São Miguel foi estimado a partir
das quantidades anteriormente calculadas. A estimativa foi baseada numa eficiência térmica de
conversão de energia de 70% [48]. O potencial energético de cada espécie foi calculado a partir do PCI
avaliado em laboratório [32]. O Quadro 3.10 apresenta todas as grandezas consideradas no cálculo do
potencial energético.
Biomassa
Cenário [tseca/ano]
Poder Calorífico [MJ/kg] (base seca)
η
P1 P2 PCI
Costaneiros 3426,99 0,00 20,94
70%
Serrim/Aparas 1378,05 0,00 20,94
Criptoméria 0,00 29777,33 20,94
Incenso 5392,40 5392,40 17,13
Acácia 2292,12 2292,12 19,76
Quadro 3.10 – Valores base da estimativa energética.
Do mesmo modo que foi feito para o potencial de biomassa, o potencial energético irá ser analisado de
acordo com os cenários energéticos PEP1 e PEP2.
No caso do cenário PEP1 foram contabilizados 166810 GJ/ano, onde 42,22% resultam dos subprodutos
madeireiros. Estes contribuíram com 70432 GJ/ano, onde 71,32% deste valor resultou dos costaneiros.
Contudo o recurso dominante deste cenário foi o Incenso, onde 64673 GJ/ano correspondeu a uma
quota de 38,77% do cenário. Relativamente à Acácia, esta perfez uma quota de 19% o que equivale a
uma contribuição anual para o cenário PEP1 de 31705 GJ. O Quadro 3.11 e o Gráfico 3.3 resumem a
informação acima apresentada.
PEP1
Biomassa [tseca/ano] [GJ/ano] %
Costaneiros 3 426,99 50 232,82 30,11
Serrim/Aparas 1 378,05 20 199,46 12,11
Incenso 5 392,40 64 673,44 38,77
Acácia 2 292,12 31 704,61 19,01
Total 12 489,56 166 810,33 100
Quadro 3.11 – Estimativa o cenário PEP1.
Gráfico 3.3 – Estimativa o cenário PEP1.
50 233
20 19964 673
31 705
166 810
CostaneirosSerrim/Aparas
Incenso
AcáciaTotal
GJ/ano
33
A estimativa PEP2 alcançou os 532854 GJ anuais, onde a participação da Criptoméria foi claramente
a dominante nesta estimativa, cerca de 82% o que perfaz uma quantia anual de 436476 GJ. Os
restantes 18% couberam ao Incenso e à Acácia, 12% e 6% foram as respetivas quotas destes recursos.
Estes dois recursos totalizaram 96378 GJ anuais. Os dados relativos a esta estimativa são
apresentados no Quadro 3.12 e no Gráfico 3.4
PEP2
Biomassa [tseca/ano] [GJ/ano] %
Criptoméria 29777,33 436 476,03 81,91
Incenso 5392,40 64 673,44 12,14
Acácia 2292,12 31 704,61 5,95
Total 37 461,85 532 854,08 100
Quadro 3.12 – Estimativa para o cenário PEP2.
Gráfico 3.4 – Estimativa para o cenário PEP2.
O cenário PEP2 supera o cenário PEP1 em 2,2 vezes, o que representa 366043 GJ a mais por ano.
Este fato deve-se à grande contribuição da Criptoméria na estimativa efetuada para o cenário PEP2.
Os restantes recursos mantêm as suas quantidades, diferindo apenas as suas quotas em ambas as
estimativas. No Gráfico 3.5 são comparados os dois cenários estudados.
Gráfico 3.5 – Mapa comparativo dos cenários PEP1 e PEP2
436 476
64 673
31 705
532 854
Criptoméria
Incenso
Acácia
Total
GJ/ano
Costaneiros Serrim/Aparas Criptoméria Incenso Acácia
PEP1 50 233 20 199 0 64 673 31 705
PEP2 0 0 436 476 64 673 31 705
0
100 000
200 000
300 000
400 000
500 000
GJ/ano
35
4 Potencial de aplicação
4.1 Caraterização energética da ilha de São Miguel
4.1.1 Produção
A produção de energia elétrica no ano de 2015, na ilha de São Miguel, foi de 421558 MWh. Esta teve
uma evolução de 1,4% face ao mesmo período do ano anterior. Em 2015, as ER lideraram a produção
de energia elétrica com 52%, o que se traduziu em 220609 MWh, sendo a maior contribuição deste mix
renovável a geotermia. Esta contribui com 43% para a produção elétrica da ilha, o que equivale a
182043 MWh, tendo este recurso um défice de -0,5% face ao ano anterior. Ainda que o mix energético
da ilha seja dominado pelas ER, o fuelóleo é o recurso energético dominante, detendo cerca de 48%
da produção, o que corresponde a 200948 MWh. Como consequência da evolução negativa das ER
no ano de 2015 (-7% para as hídricas e -22% para a eólica), o consumo de fuelóleo aumentou 7% [18].
A Figura 4.1 exibe a evolução da produção no ano de 2015 por tipo de recurso energético na ilha.
Figura 4.1 – Evolução mensal da produção por recurso em 2015 [18].
O período de junho a agosto corresponde aos meses de maior produção elétrica, atingindo um pico de
38881 MWh no mês de julho e uma ponta máxima no mês de agosto, de 69860 kW. A contrastar estes
valores, o mês de fevereiro foi o que registou o valor mínimo de produção com 31273 MWh [18] e o
vazio ocorreu em novembro com 29800 kW. Para uma melhor perceção da produção anual, é
apresentada a Figura 4.2, onde é possível comparar a evolução de 2015 face a 2014.
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
MW
h
Fuelóleo Gasóleo Hídrica Geotérmica Biogás Térmica Adquirida Outras
36
Figura 4.2 – Evolução mensal da produção em 2014 e 2015 [18].
4.1.2 Consumo
O consumo energético referente ao ano de 2015 na ilha de São Miguel foi de 390462 MWh, sendo 60%
de baixa tensão e 40% de média tensão. A baixa tensão totalizou 234043 MWh, mais 77624 MWh face
à média tensão. Relativamente à baixa tensão, o setor doméstico comportou 126705 MWh, o que
equivale a 33% do consumo total, seguido do comércio/serviços com 19%. Relativamente à média
tensão, o setor industrial consumiu cerca de 64248 MWh o que corresponde a 18% do consumo total,
seguido do comercio/serviços com 17%, equivalente a 67333 MWh. Em termos globais, o maior
consumo ocorreu no setor de comércio/serviços com 36% (média e baixa tensão), na segunda posição
ficou o setor doméstico com 33% (baixa tensão), seguido do setor industrial com 19,4% (média e baixa
tensão) [18]. No Gráfico 4.1 é apresentada a evolução do consumo por setor, enquanto no Quadro 4.1
é apresentado um resumo das quantidades anteriormente apresentadas.
A evolução da procura (consumo elétrico) seguiu uma linha de tendência idêntica à da oferta (produção
elétrica), como pode ser constatado através da comparação do Gráfico 4.1 e do Gráfico 4.2. Ambos
têm o máximo compreendido entre o período de junho a agosto, sendo que no caso do consumo o pico
dá-se no mês de julho. O ponto mínimo de consumo dá-se de igual modo no da produção no mês de
fevereiro.
Gráfico 4.1 – Evolução mensal do consumo elétrico por setor em 2015 [18].
30 000
32 000
34 000
36 000
38 000
40 000
Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
MW
h
Realização 2014 Realização 2015
0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
14 000
16 000
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
MW
h
Comércio/ Serviços Serviços Públicos Domésticos
Industriais Consumo Próprio Iluminação Pública
37
Ano Setor BT [MWh] MT [MWh] Total %
2015
Domésticos 126705,32 N/A 126705,32 32,45
Comércio / Serviços 74541,77 67333,70 141875,47 36,34
Serviços Públicos 10155,96 18794,13 28950,09 7,41
Industriais 6692,44 68934,98 75627,41 19,37
Iluminação Pública 15788,70 421,11 16209,81 4,15
Consumo próprio 158,98 935,10 1094,08 0,28
Total 234043,17 156419,02 390462,19 –
% 59,94 40,06 – 100
Nota: BT – Baixa tensão; MT – Média tensão
Quadro 4.1 – Consumo elétrico por setor [18].
Gráfico 4.2 – Evolução mensal do consumo [18].
4.2 Potenciais consumidores
4.2.1 Indústria dos laticínios
O setor industrial dos laticínios tem um impacto determinante na economia da região e da ilha, dado o
seu volume de vendas, exportações e também pelo elevado número de trabalhadores no setor. Para
além do leite, a região produz natas, leite em pó, manteiga, queijo e iogurtes. A comercialização destes
produtos lácteos gerou em 2015 cerca de 285,1 M€, o correspondente de uma produção de 201 mil
tonelada. Segundo [10], estes valores são responsáveis pelo maior volume de receitas a nível de
exportações da região, onde Portugal continental, a Região Autónoma da Madeira, Países da União
Europeia e Países terceiros, são os principais consumidores destes produtos. Portugal continental
importa cerca de 153 mil tonelada de produtos láteos, o que corresponde a um volume de vendas na
ordem dos 231 M€, enquanto o mercado interno foi responsável pela comercialização de 28 mil
tonelada, o correspondente a 29 M€. Do ponto de vista produtivo, o leite é o produto de maior saída,
responsável por 133 mil tonelada, gerando uma receita anual na ordem dos 60 M€. Do ponto de vista
económico, o queijo é o produto de maior receita, cerca de 127 M€ o que em termos produtivos
corresponde a 27 mil tonelada. A região assegura mais de 30% da produção nacional de leite, 75% de
26 000
27 000
28 000
29 000
30 000
31 000
32 000
33 000
34 000
35 000
36 000
Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
MW
h
Realização 2014 Realização 2015
38
leite em pó, 45% de queijo e 25% de manteiga [49]. O Gráfico 4.3 e o Gráfico 4.4 apresentam dados
sobre exportações e produção de leite e derivados em 2015, respetivamente.
Gráfico 4.3 – Exportações de leite e derivados em 2015 [10].
Gráfico 4.4 – Produção de leite e derivados em 2015 [10].
Os processos de transformação e tratamento de produtos láteos têm requisitos energéticos elevados.
A produção de calor é constante nestas unidades e responsável por grande parte das suas faturas
energéticas.
A produção de calor na sua grande maioria é conseguida com o auxílio de caldeiras de produção de
vapor. Por questões relacionadas com manutenção e redundância, estas unidades dispõem de duas
caldeiras, ficando sempre uma de reserva. De um modo geral, o combustível utilizado neste tipo de
equipamentos é a nafta, sendo também recorrente ou fuelóleo residual. Estes equipamentos operam
com pressões de 13 a 17 bar e apresentam capacidades de produção entre 10 e 15 tvapor/h. As taxas
produção de vapor variam consoante o tipo, a marca, a idade e o nível de manutenção do equipamento,
situando, em regime nominal tipicamente entre 12,5 e 17 kgVapor/kgFuel.
O consumo destas unidades industriais varia substancialmente com a capacidade de produtiva inerente
a cada uma delas. Para uma produção de 10 tvapor/h e uma taxa de produção de 17 kgVapor/kgFuel são
típicos consumos na ordem de 250 t mensais de combustível, o que corresponde a 113460 GJ anuais.
PortugalContinental
RAA RAMUnião
EuropeiaPaíses
Terceiros
Produção 152,62 27,86 5,90 10,18 4,38
Receita 231,40 28,56 6,01 12,28 6,85
0
50
100
150
200
250
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
M€
Mil
to
ne
lad
a
0 20 40 60 80 100 120 140
Leite
Leite em pó
Nata
Soro
Mil toneladas / M€
Leite QueijoLeite em
póManteiga Nata Iogurtes Soro Outros
Receita 60,34 127,08 49,48 11,33 0,57 0,63 7,69 0,21
Produção 133,00 26,89 18,81 11,33 0,21 0,35 10,30 0,04
39
No Gráfico 4.5 é possível observar a evolução do consumo anual de uma unidade fabril. A curva relativa
ao ano de 2014 difere ligeiramente da de 2015 porque a procura e a oferta condicionaram diretamente
o consumo nestas unidades.
Gráfico 4.5 – Consumo mensal de combustível em 2014 e 2015.
Os custos energéticos associados à produção de vapor nestas unidades são variáveis preponderantes
nas equações do sistema financeiro. O custo associado à produção de calor supera em grande número
o custo elétrico da unidade fabril, cerca 79% da fatura energética. O custo unitário deste género de
combustível oscila de acordo com os valores do mercado, podendo variar entre 0,27 €/kg e 0,6 €/kg.
No Gráfico 4.5 apresentam-se as flutuações no preço dos combustíveis ao longo dos anos de 2014 e
2015.
Figura 4.3 – Flutuações no custo unitário do combustível nos anos de 2014 e 2015.
Cada vez mais são consideradas alternativas energéticas, nomeadamente o uso de biomassa face ao
combustível fóssil. A possibilidade de converter as caldeiras a fuelóleo para biomassa tem sido alvo de
atenção perante as unidades fabris locais. Para um fator de conversão de 2,6 kgBiomassa/kgFuel (44
MJ/kgNafta e 17 MJ/kgPellets) os consumos de biomassa destas unidades variam entre 1,4 t/h a 3,1 t/h,
que em conjunto (3 unidades fabris) perfazem 6,6 t/h (111,56 GJ/h). De acordo com a avaliação
efetuada anteriormente, a ilha é capaz de produzir 6,5 e 19,51 t/h de acordo com os cenários P1 e P2
respetivamente. Estes valores estão em concordância com os requisitos de consumo da presente
150
170
190
210
230
250
270t
2015 2014
250
300
350
400
450
500
550
600
2015 2014
40
indústria. Contudo, o abastecimento energético deverá ser efetuado apenas com o P1, visto que o
cenário 2 é apenas de natureza teórica. Esta indústria revela-se assim uma potencial consumidora de
biomassa na ilha.
4.2.2 Indústria conserveira
A indústria conserveira açoriana é outro setor dominante na região, não só pelo seu volume de
negócios, mas também pela excelência do seu produto final, a conserva de atum. O atum dos Açores
é reconhecido internacionalmente. China, Japão, Itália, Estado Unidos da América e Canadá são os
seus principais destinos de exportação. Esta indústria exportou cerca de 4,2 mil tonelada de atum, o
que equivaleu a um volume de negócios na ordem dos 25 M€ no ano de 2015 [10]. Destas,
movimentaram-se 2100 tonelada para Portugal Continental, 1100 tonelada para a União Europeia e
990 tonelada para Países terceiros, o equivalente a receitas de 13, 6,7 e 5 M€, respetivamente (Gráfico
4.6). O auge da exportação dá-se no período de maio a setembro, período de verão (Gráfico 4.7). Este
facto deve-se à pesca do atum se realizar neste mesmo período, aquando da vinda dos atuns do
atlântico norte.
Gráfico 4.6 – Receitas de exportação de conservas e preparados de peixe em 2015 [10].
Gráfico 4.7 – Exportação de conserva e preparados de peixe em 2015 [10].
De igual modo, este género de indústria possui necessidades energéticas acrescidas devido à
produção de vapor. Esta energia térmica é solicitada para os processos de cozedura e tratamento do
preparado de atum. A geração de vapor é conseguida através de caldeiras industriais a fuelóleo, sendo
a nafta o recurso mais comum.
Portugal Continental
13 M€53%
União Europeia6,7 M€
27% Países Terceiros5 M€20%
372,6
397,3
868,2
590,1
919,1 1
141,8
747,0
594,8
919,1
621,1
531,1
431,8
0
200
400
600
800
1000
1200
t
41
De acordo com os dados fornecidos por uma entidade contatada no decurso deste trabalho, a produção
de vapor é responsável por 89% da fatura energética anual, sendo os restantes 11% para o consumo
elétrico dos equipamentos e infraestrutura. Com requisitos de 1 tVapor/h, esta entidade apresenta um
consumo mensal médio na ordem das 17 t de nafta, o equivalente a 768 GJ mensais. O período de
maior consumo é de junho a setembro. No ano de 2015, o pico de consumo ocorreu no mês de agosto
com 25,6 t de nafta, o equivalente a 1128 GJ (Gráfico 4.8).
Gráfico 4.8 – Consumo mensal de nafta em 2015.
No ano de 2015 o consumo de nafta foi de cerca de 216 tonelada, o correspondente a 9488 GJ (89%),
enquanto o consumo elétrico rondou os 310911 kWh, o equivalente a 1119 GJ (11%). Desta forma, o
consumo energético para a produção de vapor pode ser assegurado pela biomassa gerada na ilha,
uma vez que os cenários PEP1 e PEP2 são capazes de produzir 166810 e 532845 GJ/ano
respetivamente. Tendo em conta que o consumo anual de nafta não ultrapassa os 166810 GJ/ano, o
abastecimento energético deverá ser efetuado apenas com o PEP1, visto que o cenário PEP2 é apenas
de natureza teórica. Conclui-se assim que a indústria conserveira constitui mais um dos potenciais
consumidores deste recurso energético endógeno.
17
,5
8,7
17
,5
8,7
16
,9
17
,4
25
,5
25
,6
25
,5
17
,4
17
,5
17
,5
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
t
42
4.2.3 Indústria hoteleira
A indústria hoteleira nos Açores é um setor em pleno crescimento, que foi acentuado a partir do ano de
2015, com a liberalização do espaço aéreo. No mesmo ano foram sentidas as diferenças no setor,
registando receitas de 56 M€, mais 21% que o ano anterior. A ilha de São Miguel foi a que comportou
a maior diferença, registando receitas em 2015 de 38 M€, mais 29% que em 2014 [10]. De acordo com
o Gráfico 4.9, a época alta marca o pico de receitas em agosto, 10 M€ para a RAA e 6,5 M€ para São
Miguel (agosto de 2015).
Gráfico 4.9 – Evolução da receita do setor turístico [10].
Este setor é responsável por cerca de um milhar de postos de trabalho, dispondo de 38
estabelecimentos de hotelaria tradicional na ilha de São Miguel, com 4187 quartos. Com uma taxa de
ocupação anual média de 54%, a ilha acolheu cerca de 300 mil hóspedes no ano de 2015, o que
correspondeu a 1 milhão de dormidas com uma estada média de 3 dias. De igual modo, a taxa de
ocupação é marcada pela época alta, atingindo 83% no mês de agosto (Gráfico 4.10).
Gráfico 4.10 – Evolução da taxa de ocupação hoteleira tradicional ao longo de 2015.
Os requisitos energéticos da indústria hoteleira são variados, dependendo do género, da categoria e
da própria da infraestrutura (área e numero de pisos) do hotel. De um modo geral, este género de
0
2
4
6
8
10
12
M€
Açores 2015 Açores 2014
São Miguel 2015 São Miguel 2014
8713
9843
12867 23803
28203
30282
34358
37232
32742
23557
15899
13884
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
35 000
40 000
Taxa d
e o
cu
pa
ção
Ho
sp
ed
es
43
instalações dispõe de diversos recursos energéticos, nomeadamente eletricidade, gasóleo e gás
butano. Recentemente, as energias renováveis têm vindo a contribuir para o mix energético deste setor,
sendo a biomassa e a energia solar os principais contribuintes. O consumo energético de uma unidade
hoteleira é predominantemente em iluminação, climatização, aquecimento de águas, restauração e
manutenção (sistema de bombagem, piscinas e outros serviços).
No decorrer deste trabalho de campo foi possível analisar a dinâmica energética de várias unidades
hoteleiras, as suas preocupações e dificuldades. O aquecimento de águas é uma constante
preocupação neste setor industrial. As condições de operação exigentes, segurança no abastecimento
energético, manutenção e custo são as principais razões de preocupação destas entidades. Para a sua
grande maioria, as necessidades energéticas térmicas são satisfeitas com o auxílio de gasóleo e gás
butano. Contudo, o uso de biomassa tem ganho alguma popularidade na ilha, existindo já um número
considerável de unidades a consumir biomassa densificada (pellets), não deixando estas de ter menos
preocupação com o aquecimento de águas. Questões problemáticas como produção excessiva de
cinzas e manutenção diária das caldeiras foram notificadas nas unidades consumidoras de biomassa.
Para uma unidade no centro da cidade de Ponta Delgada, com uma lotação de 184 quartos e uma taxa
média de ocupação anual na ordem dos 70%, o consumo médio anual da unidade é de 7715 GJ.
Através do Gráfico 4.11 é possível observar que o consumo da unidade tem vindo a decrescer
progressivamente em consequência das políticas ambientais e energéticas implementadas nos últimos
anos. De acordo com o seu relatório energético de 2014 da mesma, o consumo energético anual
comportou um valor abaixo da média, registando 7632 GJ, onde a eletricidade e a biomassa
predominam com 71% e 26%, respetivamente (Gráfico 4.12). Note-se que a iluminação e climatização
são abastecidas eletricamente, enquanto a biomassa é a responsável pelo aquecimento de águas.
Gráfico 4.11 – Consumo energético anual.
A biomassa foi introduzida na unidade em agosto de 2013, como alternativa energética ao gasóleo, nas
caldeiras de aquecimento de água. Esta intervenção ficou marcada por uma redução de 95% no
consumo de gasóleo (Gráfico 4.13).
9072
8248
7715
7607
7632
7715
6500
7000
7500
8000
8500
9000
9500
2010 2011 2012 2013 2014
GJ
44
Gráfico 4.12 – Consumo energético por tipo.
Gráfico 4.13 – Redução de consumo de gasóleo.
A estimativa diária do consumo energético para o aquecimento das águas num quarto duplo ocupado
ronda os 1,43 L de gasóleo, o equivalente a 53 MJ. Considerando a permanência anual de 4187 quartos
ocupados durante 366 dias por ano, a energia necessária para abastecer as caldeiras de aquecimento
é de aproximadamente 81674 GJ. Dado este valor e os valores estimados nos cenários PEP1 e PEP2
(cenário teórico), constata-se que a ilha de São Miguel tem uma capacidade energética anual superior
ao valor apresentado.
Eletricidade5436 GJ
71%
Gasóleo94 GJ
1%
Gás Butano151 GJ
2%
Biomassa1951 GJ
26%
61199
45133
54665
34376
2538
0
10 000
20 000
30 000
40 000
50 000
60 000
70 000
2010 2011 2012 2013 2014
Lit
ros
45
5 Fecho
5.1 Conclusões
As caraterísticas da biomassa favorecem a sua valorização a vários níveis: energético, ambiental e
económico. A boa gestão, tratamento e valorização da biomassa cria uma fonte de rendimento para
diversas entidades. A atividade de produção de energia a partir de biomassa assegura uma variedade
de atividades a montante. Por sua vez, estas são geradoras de riqueza e de postos de trabalho,
contribuindo positivamente para as economias locais.
Os subprodutos das atividades de transformação madeireira na ilha de São Miguel estão muito aquém
de serem valorizados energeticamente. A gestão e tratamento destes constituem um problema para as
entidades geradoras locais, não chegando a serem valorizados economicamente. A ilha atualmente
possui algumas unidades hoteleiras que consomem biomassa densificada, que na sua grande maioria
é importada de Portugal Continental. O encaminhamento destes subprodutos para uma central de
produção de combustível densificado seria um destino interessante de se avaliar, podendo assim
colmatar esta lacuna energética existente na indústria local. Outra atividade geradora de biomassa é a
atividade de exploração florestal. A limpeza das matas e extração de madeira produzem uma
quantidade apreciável de biomassa. Contudo, a extração desta é inviável economicamente, neste
sentido devem-se reunir esforços de modo a investigar métodos viáveis de remoção desta biomassa
de forma a garantir uma mais-valia económica e ambiental.
Relativamente ao potencial energético da biomassa existente na ilha, o encaminhamento deste para
as indústrias dos laticínios, da conserveira do atum ou para a hoteleira tradicional seria vantajoso. Este
reencaminhamento poderia solucionar ou mitigar alguns dos problemas locais, auxiliando assim a
gestão dos subprodutos madeireiros e o combate/controlo infestante do incenso. Deste modo, a
aplicação energética permitiria gerar uma cadeia de valor à biomassa local, minimizando assim a
dependência energética insular.
A geração de energia a partir de biomassa lenhosa não é um processo trivial. São necessários recursos
económicos, técnicos e políticos. Os últimos são fundamentais, pois é através da legislação e de
políticas ambientais que é possível alcançar as entidades ligadas aos ramos florestais e madeireiros,
de modo a que estas comportem uma conduta ambiental e energética correta. Em termos técnicos, o
dimensionamento de uma unidade de conversão energética, nomeadamente uma caldeira de
aquecimento ou simplesmente a conversão do seu queimador, tem de ser alvo de estudo aprofundado.
Todas as variáveis do sistema em causa terão de ser ponderadas e calculadas, pois a viabilidade da
implementação/intervenção poderá colocar em causa o sistema produtivo da unidade industrial.
5.2 Sugestões para trabalhos futuros
Com o desenvolvimento do presente trabalho foram verificados alguns aspetos capazes de constituir
novos objetos de estudo, nomeadamente:
46
Caraterização química dos subprodutos madeireiros, através das respetivas análises em
laboratório;
Caraterização do processo de combustão das espécies existentes na ilha de São Miguel
através de ensaios laboratoriais num reator de queda livre;
Estudo da viabilidade da extração dos resíduos de abate florestal na ilha, incluindo análises
dos custos de extração, transporte e tratamento;
Estudo e planificação de uma nova atividade florestal com o auxílio de espécies de talhadia de
curta rotação em detrimento do ciclo de vida de trinta anos da criptoméria;
Estudo e implementação de novas metodologias para a quantificação de biomassa florestal.
47
Referências
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http://www.europarl.europa.eu/atyourservice/pt/displayFtu.html?ftuId=FTU_5.7.3.html.
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http://www.azores.gov.pt/NR/rdonlyres/D387FE16-3B52-43FE-91F5-
CD84B79EA1DF/112485/ARAAemN%C3%BAmeros.pdf.
[5] E. B. Azevedo, Projecto de remodelação da Central Geotérmica do, 2002.
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6BDE5C7B2D09/707564/OMP20132018.pdf.
[8] Instituto Nacional de Estatística, I.P., “Censos 2011 Resultados Definitivos - Região Autónoma
dos Açores,” Instituto Nacional de Estatística, I.P., Lisboa, 2011.
[9] Instituto Geográfico Português, “Carta Administrativa Oficial de Portugal,” 2008. [Online].
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[10] Serviço Regional de Estatística dos Açores, “Áreas estatísticas,” 2016. [Online]. Available:
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[11] Internacional Energy Agency, Energy and climate change, 2015.
[12] World Bioenergy Association, 2014.
[13] Internacional Energy Agency, Key World Energy Statistics, 2015.
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